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本文采用改性Hummers法首先制备了改性石墨烯分散液,然后采用匀胶法制备了改性石墨烯薄膜,并确定了最优成膜工艺。以亚甲基蓝作为目标降解物,在可见光下研究了改性石墨烯薄膜的光催化性能,并研究了不同热处理工艺对改性石墨烯薄膜光催化性能的影响,初步探究了其可见光光催化机理。最后也对改性石墨烯薄膜光催化处理不同城市污水的应用做了一定研究。研究结果如下:根据改进的Hummers法制备了改性石墨烯,并用不同的方法进行了表征。SEM表明其出现典型的石墨烯特征的褶皱结构;EDS能谱表明改性石墨烯只有C、O两种元素,C/O原子比达到了2.12:1,说明该改性石墨烯中存在大量含氧官能团;拉曼光谱表明改性石墨烯的I_D/I_G为0.973,说明该改性石墨烯氧化程度很高,具有很高的活性。采用匀胶法制备了改性石墨烯薄膜,并对转速、滴胶时间、加速度、pH值等影响薄膜质量的因素进行了研究。最终确定匀胶法制膜的优化工艺为:调节改性石墨烯分散液pH为8,首先采用0.5mL改性石墨烯分散液润湿经过亲水性处理的玻璃片30s,然后设置匀胶机加速度为100r/(min·s),匀胶机启动后,滴胶时间为20s,在低转速800r/min时旋转60s,接着中转速1500r/min时旋转30s,最后高转速4000r/min时旋转60s,得到薄膜。选用亚甲基蓝溶液为目标降解物,在可见光照射下,通过蠕动泵循环亚甲基蓝溶液从而在改性石墨烯薄膜表面形成一层水膜来研究其光催化性能。最终该薄膜对亚甲基蓝的4h光降解率可达到35.3%。其初步反应机理为改性石墨烯薄膜在可见光的作用下,产生的·OH是一种强氧化剂,它能把亚甲基蓝等污染物逐步氧化成二氧化碳和水等小分子,达到降解的目的。以亚甲基蓝作为目标降解物,研究了真空还原和空气还原两种热处理方式对改性石墨烯薄膜在可见光下光催化性能的影响。结果表明,随着热处理温度的升高,改性石墨烯薄膜表面发生了一定的脱氧还原反应,含氧官能团逐渐去除,EDS能谱中C/O原子比逐渐增大,拉曼光谱中I_D/I_G逐渐增强,反应速率常数逐渐降低,改性石墨烯薄膜光催化降解MB能力逐渐下降,但相同温度下,真空热处理薄膜比空气热处理薄膜光催化降解能力高。改性石墨烯及其薄膜对城市严重富营养化的水体和城市中水净化效果明显,具有光明的应用前景。