TiO2/石墨烯复合材料的制备方法综述及其在超级电容器上的研究

着重讲述了三种制备TiO2/石墨烯复合材料的方法,即水热法,微波辅助法和溶胶-凝胶法;概述了TiO2/石墨烯复合材料在超级电容器上的最新研究进展,并分析了复合材料的电化学性能;总结了TiO2/石墨烯复合材料在超级电容器应用方面存在的问题。

TiO_2/石墨烯复合材料的制备及其光催化性能

本文以氧化石墨烯和钛酸丁酯为原料,利用水热法一步制备了TiO2/石墨烯复合光催化材料,研究了氧化石墨烯用量、反应温度、反应时间对TiO2/石墨烯复合材料光催化活性的影响。采用XRD,SEM,TEM和氮气吸附-脱附实验(BET)对复合光催化材料的物相、颗粒粒径、形貌及比表面积进行了表征。结果表明,本实验最佳条件是:氧化石墨烯1mg,制备温度为180℃,反应时间为16 h。产物中的TiO2为锐钛矿晶型,其平均粒径约为18 nm。复合材料的比表面积为170m2/g,平均孔径为12.45 nm。在可见光照射(λ>420nm)下以TiO2/石墨烯为光催化剂对有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)进行光催化降解,其光催化活性明显高于相同条件下制备的TiO2。

优化TiO_2/石墨烯复合材料结构和导电性的研究进展

在阐述石墨烯的制备方法,TiO_2/石墨烯复合材料光催化机理的基础上,重点从增强TiO_2/石墨烯复合材料界面接触和优化石墨烯电子结构两个角度,归纳了优化TiO_2/石墨烯复合材料结构和导电性的研究进展,并对TiO_2/石墨烯复合材料的研究前景进行了展望。

[Ru(dpp)_3][(4-Clph)_4B]_2敏化TiO_2/石墨烯复合材料的制备及其光催化性能

采用[Ru(dpp)3][(4-Clph)4B]2作为光活性染料,制备出了染料敏化TiO2/石墨烯复合材料,并以有机染料甲基橙的降解为模型评价其光催化活性。结果表明:当TiO2与石墨烯质量比为1.12,负载0.25 mg[Ru(dpp)3][(4-Clph)4B]2时复合材料光降解效果最佳,可见光辐射80 min后降解率达到96.5%。

基于TiO2/石墨烯的光催化材料降解腐殖酸

针对水热法制备的氮掺杂TiO2/还原氧化石墨烯纳米颗粒(NTG)分离回收性及稳定性差的问题,采用电化学法制备了氮掺杂TiO2纳米管/还原氧化石墨烯复合膜(ENTG),并通过场发射扫描电镜(FESEM)等表征其特性。结果表明,ENTG中纳米管阵列的管径约为167 nm、管长约为6μm,TiO2晶型为锐钛矿相,氮以间隙掺杂形式进入TiO2晶格。不同光催化剂(TiO2纳米管TNT、氮掺杂TiO2纳米管N/TNT、NTG、ENTG)对腐殖酸(HA)的去除效果表明,当HA浓度较低时,4种光催化剂去除HA的过程均符合准一级动力学模型;无论在紫外光区还是可见光区,ENTG的光催化性能均优于其他3种催化剂,且在可见光区去除HA的效果更好。另外,光催化重复试验结果表明,ENTG分离回收方便且催化稳定性较好,在饮用水处理领域具有较大的应用潜能。

CdSe/石墨烯/TiO_2纳米管复合膜的制备及其对金属的保护性能

采用循环伏安沉积法在TiO2纳米管表面构筑了石墨烯和CdSe,其中TiO2纳米管是由阳极氧化法制备而成。通过扫描电镜（SEM）及能谱（EDS）、X射线衍射分析（XRD）和紫外可见漫反射吸收光谱（UV-vis DRS）等测试方法观察了复合膜的表面形貌、晶型和光响应特征;通过测试可见光照射前后电极的开路电位（OCP）、电化学阻抗谱（EIS）等研究了复合膜对304不锈钢的阴极保护效果。结果表明,锐钛矿相的TiO2纳米管阵列膜排列紧密,孔径约为30~60nm;石墨烯和立方晶相的CdSe均匀地覆盖在TiO2膜表面,在纳米管口与管壁均有分布;可见光照射下,与复合膜耦合的304不锈钢的电位可以从-180mV降至-900mV（SCE）,与纯TiO2相比,电位更负。另外,切断电源后,复合膜能够对不锈钢起到延时保护作用并达到12h以上,这说明复合膜能够有效地解决暗态下TiO2光生电子空穴对易复合的问题,改进TiO2对304不锈钢的光生阴极保护效果。

TiO2-x/石墨烯复合材料在DSSC中的制备

本文主要介绍了TiO2-x/石墨烯复合材料的在太阳能电池对电极中的制备方法介绍了溶胶凝胶法、刮涂法和喷涂法制备TiO2-x/石墨烯复合材料；并简单介绍表征方法。

TiO_2-GNs复合材料溶剂热法合成及其电化学性能研究

采用溶剂热法一步合成了TiO2-GNs纳米复合材料。利用XRD、SEM、TEM和BET等测试手段对材料的结构和形貌进行了表征,结果表明,复合材料中TiO2以锐钛矿型纳米颗粒均匀地负载在石墨烯的表面;恒流充放电循环,伏安循环和电化学阻抗等测试结果显示,TiO2-GNs复合材料具有较高的比容量、较好的倍率性能和优异的循环稳定性。在1 C倍率下,复合材料电极循环100圈后其比容量可达到239 m Ah/g;在10 C倍率下,循环100圈后其比容量仍可达150 m Ah/g左右。

复合相变储冷材料的制备及性能研究

以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为分散剂,多层石墨烯、TiO2/石墨烯(m(TiO2):m(石墨烯)=25∶75)和TiO2颗粒作为导热添加剂,加入到二元复合有机储冷材料中(m(壬酸):m(葵醇)=60:40),制备了复合相变储冷材料。通过吸光度、DSC和热导率测试等手段,对复合相变储冷材料的稳定性、相变温度、相变潜热及热导率进行了评价分析。结果表明,分散剂和导热添加剂的加入,对储冷材料的相变温度和相变潜热影响不大,但对热导率影响较大。当分散剂SDBS浓度为0.2 g/L,导热添加剂(分别为TiO2/石墨烯和TiO2颗粒)浓度为0.5 g/L时,复合相变储冷材料具有较好的稳定性,其热导率分别为为0.2211和0.2096 W/(m·K),相比没有加入任何导热添加剂的储冷材料的热导率(0.1738 W/(m·K)),分别提高了27.22%和20.61%;当分散剂SDBS浓度为0.3 g/L,导热添加剂多层石墨烯浓度为0.3 g/L时,复合相变储冷材料处于稳定状态,其热导率为0.2268 W/(m·K),相比0.1738 W/(m·K),提高了30.49%。由此可知,多层石墨烯可以更有效地增加复合相变储冷材料的热导率,这主要是由于石墨烯具有非常高的比表面积,有利于复合材料更加均匀地分散以及形成更加完善的网格结构,从而有效增加复合相变储冷材料的稳定性及热导率。选用多层石墨烯为导热添加剂(0.3 g/L),SDBS为分散剂(0.3 g/L),可以制备出体系最稳定、热导率最高的复合相变储冷材料。