石墨烯基复合纳米材料制备及其性能研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

氧化石墨烯是一种具有层状结构的二维碳纳米材料，具有优异的力学和导电性能以及大的比表面积[1]，在新型纳米元器件、能源和催化等领域具有广泛的应用前景[2]。氧化石墨烯表面含有大量含氧官能团，具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布[3]。因此，氧化石墨烯如同界面活性剂一般存在界面，并可降低界面间的能量。其亲水性使其能够良好的在多种溶液中分散[4]，利于加工和制备石墨烯衍生物和复合材料。

半导体材料Fe2O3的禁带宽度只有2.2ｅＶ，对应吸收波长约560nm，这使得Fe2O3既能吸收紫外光，又能吸收可见光[5]。但氧化铁粒子的光生价带空穴迁移到粒子表面的扩散长度较短，空穴来不及扩散到表面就与导带电子发生复合。此外，普通的Fe2O3材料易发生光溶解现象，材料稳定性较差[6]。娄向东[7]等发现Fe2O3在一定条件下对活性有机染料的降解率可以达到100%，因此常被用于环境污染的光催化降解或消除[8]。近来，Fe2O3通过改性掺杂等方式大大改善了其对可见光的光催化作用。例如：ElijahThimsen[9]等制备了负载金纳米颗粒的氧化铁薄膜电极，通过贵金属等离子体效应提高了光解水的效率[10]；Graztel[11]等成功合成了一种二氧化硅掺杂的氧化铁薄膜成功用于光解水制氢[12]。

2. 研究的基本内容与方案

一、基本内容

1.了解溶剂热等合成方法；

2.利用溶剂热等合成方法制备氧化铁/石墨烯复合纳米材料；

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。第4-5周：探讨不同合成参数对氧化铁/石墨烯复合纳米材料制备的影响，并进行相应的表征；第6—10周：初步探讨合成的氧化铁/石墨烯复合纳米材料在污染处理领域的应用；第11—14周：分析实验数据，撰写小论文、毕业论文和申请专利；第15周：论文答辩。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]bais,shenx.graphene–inorganicnanocomposites[j].rscadvances,2012,2(1):64-98.

[2]孙赛楠,于飞,刘凡,等.石墨烯及其复合材料对水中有机物和重金属的吸附研究[j].现代化工,2015(11):32-36.

[3]冯婷,冯根生,杨彬.氧化石墨烯/fe2o3纳米管复合材料的制备及表征研究[j].化工新型材料,2015,43(3):202-203.