硫化物/石墨烯纳米复合材料的室温固相合成及光催化性能

In this project, novel sulfide/graphene nanocomposites would been synthesized by room-temperature solid-state chemical reaction. The influences of the molecular structure of salt, the sulfur sources and the additive on the composition, dimension, size and morphology of solid-state product(sulfide/graphene nanocomposites) will be investgated. The solid-state formation mechanism and control mechanism will be discussed. The green room-temperature solid-state synthetic method for sulfide/graphene nanocomposites will be established. The photocatalytic property of sulfide/graphene nanocomposites will be tested, and the relation between composition, microstructure,morphology and photocatalytic property of as-prepared sulfide/graphene nanocomposites will be also discussed.

本项目拟将室温固相化学反应应用于硫化物/石墨烯纳米复合材料的合成，研究硫化物/石墨烯纳米复合材料的室温固相合成及机理，探讨反应物盐的分子结构、硫源及外加添加剂对最终反应产物硫化物/石墨烯纳米复合材料的组成、维度、尺寸、形貌和性能的影响规律，实现硫化物纳米粒子形貌和粒径大小的可控，探索室温固相反应合成硫化物/石墨烯纳米复合材料的机理，建立室温固相化学反应制备硫化物/石墨烯纳米复合材料的简单绿色合成方法。本项目还拟通过研究室温固相反应制备出的系列硫化物/石墨烯纳米复合材料的光催化性能，摸清组成、微观结构、形貌与光催化性能之间的构效关系，从而为实现石墨烯基纳米硫化物的应用奠定理论基础。

纳米复合材料的制备以及性能研究是当前纳米材料研究的前沿领域。利用简单、有效的方法合成不同组成、形貌的纳米复合材料，研究它们的特殊性能，探讨它们的应用，将促进纳米材料的研究以及应用。本项目在室温条件下，采用简单方便的室温固相化学反应合成了硫化物、硫化物/氧化石墨、硫化物/石墨烯纳米复合材料，对这些材料的组成、尺寸及形貌进行了表征，探讨了反应物的分子结构及采用不同辅助剂干涉反应过程对最终固相产物形貌的影响，探讨了该类材料的固相反应机理及复合机制。将该类材料作为光催化剂，测试了它们对于有机污染物的降解性能，讨论了材料的尺寸、形貌、禁带宽度对光催化性能的影响，探究了这些材料光催化降解模拟污染物过程中的主要活性物种和光催化机理，研究了半导体光催化材料的组成、微结构与光催化性能之间的构效关系。研究结果表明低热固相化学反应可成功应用于硫化物及其复合材料的绿色合成，这些材料对于有机模拟污染物具有较好的光降解性能，可在短时间内将有机物完全降解，在降解有机污染物方面具有潜在的应用价值。