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随着工业的发展，水污染日益严重，废水的处理技术日益受到关注。半导体光催化剂能够利用太阳光对废水中的有机污染物进行降解，这对于环境保护具有重要意义。在现有的半导体光催化剂中，纳米二氧化钛（TiO2）是最常用的光催化剂，具备廉价、无毒及对光照稳定等特点，是当前最具应用潜力的光催化材料之一。然而TiO2在光催化过程当中也存在一些固有缺陷，如太阳能利用率低、量子效率低、容易团聚、亲油性不足等问题。针对以上问题，本课题对提高TiO2的光催化性能做了以下研究：Fe3+是具有半充满（3d5）电子构型的金属离子，其原子半径与Ti4+原子半径相近，通过搅拌吸附的方式将金属Fe3+沉积到TiO2表面得到不同含铁量的Fe3+改性的二氧化钛（Fe-T）。石墨烯是一种具备二维平面结构单原子厚度的新型碳纳米材料，室温下的电子迁移率可以到达约15000cm2V1s1，将Fe-T与氧化石墨烯（GO）复合得到GO-Fe-T。对所制备材料进行光催化活性测试，结果表明，少量的Fe3+就能使TiO2的吸光性能提高，2wt%是最佳理论吸附量，2wt%Fe-T在1.5h内对亚甲基蓝（MB）的降解率为34.9%，比纯TiO2高3%。GO能增强Fe-T对光的吸收能力和对染料的吸附能力，10wt%是最佳理论吸附量，10wt%GO-2wt%Fe-T是2wt%Fe-T光催化效率的2倍。针对纳米TiO2容易团聚、亲油性不足等问题，采用β-二酮配合物——乙酰丙酮铁（Fe(acac)3）对TiO2进行表面改性得到Fe(acac)3-T，将Fe(acac)3-T与GO复合得到GO-Fe(acac)3-T。对所制备材料进行光催化活性测试，结果表明，Fe(acac)3能提高TiO2的光催化性能，最佳理论吸附量是0.25wt%，0.25wt%Fe(acac)3-T是TiO2光催化效率的1.5倍，10wt%GO-0.25wt%Fe(acac)3-T是0.25wt%Fe(acac)3-T光催化效率的1.4倍。