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针对TiO2在光催化降解反应中存在的光生电子和光生空穴复合快、比表面积小、可见光下光催化效能低等不足，本文以石墨烯改性TiO2，制备石墨烯基TiO2纳米复合材料，从而提升TiO2光催化性能为研究思路。首先制备氧化石墨烯（GO），并以氧化石墨烯为基底材料，以Ti(OBu)4为钛源，以HF为形貌控制剂，采用溶剂热法制备了RGO/TiO2纳米复合材料；通过调控TiO2晶面，采用两步水热法制备了RGO/暴露晶面TiO2纳米复合材料；采用水热法和沉淀-析出法，制备AgBr-RGO/TiO2三元纳米复合材料，探讨了复合材料的光催化性能，主要内容如下：（1）采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯。以鳞片石墨为原料，以浓H2SO4和KMnO4为氧化剂，通过两步法，先制得氧化石墨，再通过超声分散制得氧化石墨烯。通过XRD、TEM、SEM等手段进行表征，实验制得的氧化石墨烯具有单层或者少层结构，其表面含有大量的-OH、-COOH、C-O-C、C=O等含氧基团。含氧基团的存在，增强了氧化石墨烯在水溶液中的分散性，同时也为后期石墨烯基二氧化钛纳米复合材料的制备过程中，二氧化钛晶体形核长大提供大量的活性位点。（2）采用溶剂热法制备RGO/TiO2纳米复合材料。在180℃下通过溶剂热法，以氧化石墨烯和Ti(OBu)4作为初始反应物，在乙醇溶剂中，合成RGO/TiO2纳米复合材料。通过XRD、SEM、TEM、XPS等手段对RGO/TiO2纳米复合材料的进行表征，对该复合材料的形貌及其光催化性能进行讨论。结果表明：氧化石墨烯被还原成石墨烯的同时，石墨烯的表面负载生长锐钛矿二氧化钛颗粒。随着溶剂热时间的延长，氧化石墨烯表面的活性基团减少，还原更加彻底，同时TiO2晶粒有一定的增大趋势；和纯TiO2相比，RGO/TiO2纳米复合材料光催化活性明显提高，石墨烯含量对复合材料的光催化活性有直接的影响。（3）采用两步水热法制备RGO/暴露晶面TiO2纳米复合材料。首先，在180℃下通过水热法，以HF为形貌控制剂，Ti(SO4)2为钛源，可控制备了暴露不同晶面的TiO2纳米结构。通过XRD、TEM、SEM、XPS等手段对制备的TiO2进行了表征，实验证明，HF在暴露不同晶面的TiO2纳米材料的制备中，对TiO2不同晶面的形貌的形成起主导的调节作用。在此基础之上，采用二次水热法，180℃条件下，利用先前制备的氧化石墨烯对暴露晶面的TiO2进行修饰改性，调控氧化石墨烯的含量，制备出RGO/暴露晶面TiO2纳米复合材料，对该复合材料的形貌及其光催化性能进行讨论。结果表明，在紫外光下，RGO/暴露晶面TiO2纳米复合材料的光催化活性优于纯TiO2；当GO含量为1%时，RGO/暴露晶面TiO2纳米复合材料的光催化性能最优。（4）采用水热法和沉淀-析出法制备AgBr-RGO/TiO2三元纳米复合材料。首先，在180℃下通过水热法，以HF为形貌控制剂，以Ti(SO4)2、氧化石墨烯为原料，可控合成RGO/TiO2二元复合物。通过XRD、TEM、SEM、XPS等手段对制备的二元复合物进行表征，其中TiO2具有双截断八棱锥结构的单晶锐钛矿结构。进而以RGO/TiO2二元复合物为中间物，添加AgNO3及KBr，通过沉淀-析出法在RGO/TiO2二元复合物表面沉积了AgBr纳米颗粒，从而制备出石墨烯基TiO2-AgBr三元纳米复合材料，并对该三元复合材料的形貌及其光催化性能进行讨论。研究表明，在可见光下，AgBr-RGO/TiO2三元纳米复合材料的光催化活性要明显优于RGO/TiO2二元复合物。