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在光照条件下,有机污染物能被TiO2降解,而且TiO2具有良好的稳定性,低成本,无污染等优点。然而,在现实利用TiO2的过程之中有难题,即光催化效率不高。本课题设计了一种新型石墨烯纳米复合材料Ag/Fe3O4/TiO2/RGO (RGO为石墨烯)来解决TiO2的以上不足,期望该物质既能把催化效率有效地提高又具有磁性可回收功能。Ag/Fe3O4/TiO2/RGO,其中RGO是一种有效载体,比表面积大,并且电子迁移率高。Ag既可以作为催化剂,又可以增加反应活性位点。此外,又拥有等离子体共振效应。Fe3O4具有很强的磁性和容易制备等特点,磁性颗粒空间间隔效应能够阻止石墨烯片层之间的聚集或者堆积,Fe3O4具有毒性低,成本低和环境友好等特点。具体研究内容如下：1、本课题以天然石墨为原料,用Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),对制备条件进行了优化,得出最佳制备条件,即在石墨取量为0.50 g时,高锰酸钾和石墨的质量比例为10：1,浓硫酸使用体积为25 mL。利用X-射线粉末衍射仪、傅里叶红外光谱扫描仪等方法进行表征,结果表明GO表面有很多含氧官能团,本实验成功制得GO。2、以GO和钛酸丁酯为原料,乙醇为还原剂,采用一步水热法分别成功制得TiO2/RGO、Fe3O4/TiO2/RGO及Ag/Fe3O4/TiO2/RGO,用XRD、 SEM与TEM等方法进行表征,结果表明TiO2等纳米颗粒在RGO的表面上成功地原位生长,成功制得复合材料。3、用甲基橙(MO)模拟有机废水,研究复合材料的光催化性能。研究结果表明,使用单独的Ti02作为催化剂,甲基橙在1h内的降解率为34.0%,在相同的条件下,使用TiO2/RGO作为催化剂,甲基橙在1h内的降解率为78.4%,使用Fe3O4/TiO2/RGO作为催化剂,甲基橙在1h内的降解率为81.2%,使用Ag/Fe3O4/TiO2/RGO作为催化剂,甲基橙在1h内的降解率为96.6%,结果表明Ag/Fe3O4/TiO2/RGO四元复合材料表现出优异的催化性能。并且考察了Ag/Fe3O4/TiO2/RGO作为甲基橙光分解催化剂的稳定性,结果表明Ag/Fe3O4/TiO2/RGO在使用6次以后,其光催化降解率为85.5%,仍然具有较好的活性。可见,本实验利用一步水热合成法制备出Ag/Fe3O4/TiO2/RGO,不但Ag/Fe3O4/TiO2/RGO有很高的催化效率还具备较好的活性。