机械工程材料
MATERSALS FOR MECHANICAL ENGINEERNG DOI; 10,11973/jxgccl201707012
2017年7月第41卷第7期Vol,41No,7Jul,2017
碳纳米管/石墨烯-氧化铜复合粉体的制备
及其光催化性能曾斌"，刘万锋"，曾武军"，陈丹"，夏秋英（1.湖南文理学院机械工程学院，常德415000；
2.湖南省洞庭湖生态经济区建设与发展协同创新中心，常德415000）
摘要：采用喷雾干燥和嫂烧的方法制备了碳纳米管/石墨烯-氧化铜(CNTs/rGO-CuO)复合粉体，对复合粉体进行了形貌观察和物相分析，讨论了分解温度、碳纳米管(CNTs)和氧化石墨烯(GO)的质量比、CNTs和GO的质量分数对复合粉体形貌和光催化性能的影响，并对制备工艺进行了优化。结果表明：当分解温度为210℃、CNTs与GO的质量比为1:1、CNTs和GO的质量分数为10%时，制备的复合粉体性能最佳;CNTs与GO形成了一种球状结构，CuO颗粒均匀地分布在球体表面；在可见光照射20min后，该复合粉体对溶液中甲基橙(MO)的最大降解率能达到98.3%。
关键词：碳纳米管；氧化石墨烯；喷雾干燥；光催化
中图分类号：0614
文献标志码：A
文章编号：1000-3738(2017)07-0060-06
PreparationandPhotocatalyticPropertiesof CNTs/rGO-CuOCompositePowder
ZENG Bin'-2, LIU Wanfeng', ZENG Wujun', CHEN Dan', XIA Qiuying
(1.College of Mechanical Engineering, Hunan University of Arts and Science, Changde 415000, China; 2, Hunan Collaborative Innovation Center for Construction and Development of Dongting Lake Eoological Eoonomic Zone, Changde 415000, China)
Abstract; Carbon nanotubes and reduced graphene oxides with CuO (CNTs/rGO-CuO) composite powder was synthesized by spray drying and post-calcinating method, and the phase and morphology were analyzed., The synthesis conditions that had a significant effect on the morphology and photocatalytic performance of composite powder such as decomposed temperature, carbon nanotubes (CNTs) to graphene oxides (GO) mass ratio, CNTs and GO mass fraction were discussed. The preperation process was optimized. The results show that when the decomposed temperature was 210o 'C, CNTs to GO mass ratio was 1:1, CNTs and GO mass fraction was 10%, the composite powder had the best property. CNTs and rGO formed a spherical structure and CuO particles were uniformly distributed on the surface of the spherical structure, 98.3% degradation of methyl orange (MO) could be obtained after 20 min under visible light.
Key words: carbon nanotube; graphene oxide; spray drying: photocatalysis
0引言
作为一种P型半导体材料，纳米氧化铜具有对环境无副作用1、成本低[2、能带间隙窄3)、对可见光有效利用率高等优良的性能。与传统的光催化材料(如氧化锌和氧化钛)相比，由于纳米氧化铜的
收稿日期：2016-01-22；修订日期：2017-03-22
基金项目：国家自然科学基金资助项目(51272073)；潮南省白然科学
基金资助项目(2017JJ2191)
作者简介：曾斌（1978一），男，湖南常德人，副教授，博士 60
万方数据
禁带宽度较低，能更有效地利用可见光，因此在光催化领域具有广阔的应用前景[4-5]。然而，由于纳米氧化铜颗粒极易团聚和长大，并且在光催化过程中内部产生的光生电子-空穴极易复合，这都严重影响了光催化效果("。近几年，人们发现将纳米氧化铜分散在大比表面积、良好导电性的碳材料基底上，能够有效地克服以上缺点7。石墨烯8作为一种二维平面结构的碳材料，因具有大的比表面积和良好的导电性能，在催化领域中已经得到了广泛应用9。例如：石墨烯作为催化活性物质的承载基底，使其均匀