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作为碳素材料的主要的一种形式,石墨烯因其在电学、力学及热学方面都表现出优异的性能,从而成为复合材料的一个重要的研究方向。本研究选择适度氧化石墨烯(mGO)作为CO3O4的载体制得Co3O4/mGO和氮掺杂CO3O4/N-GO纳米复合物作为非均相复合催化剂,对非均相CO3O4/GO/PMS催化氧化体系降解典型偶氮染料酸性橙Ⅱ(AO7)进行研究。研究表明,催化剂的催化活性与氧化石墨烯的氧化程度和CO3O4的负载量有关,并且氮的引入促进了催化反应的进行。主要工作如下：(1)适度氧化(mild oxidation degree)石墨烯的制备与表征采用改进的Hummers法,通过调节氧化剂的量来控制氧化石墨的氧化程度,合成了系列不同氧化程度的氧化石墨烯(mGO-1、mGO-2和mGO-3)。对材料进行XRD、FT-IR和Raman等表征测试。结果表明：随着氧化剂用量的增大,氧化石墨特征衍射峰强度逐渐增强；结构中C=C键引起的红外吸收峰逐渐减弱至“消失不见”;产物中含氧官能团C=O、C-OH、-COOH等含量逐渐增多,产物的亲水性逐步增强。产物的拉曼光谱中G峰和D峰均宽化且增强,R值随石墨氧化程度增加而逐渐增大,产物中未经氧化、尺寸较大的sp2平面域的相对含量逐渐减少,产物的有序度遭到破坏。(2)四氧化三钴/氧化石墨烯复合催化剂的制备及相关研究以系列氧化石墨烯为前躯体,合成了Co3O4/mGO(包括Co3O4/mGO-l、 Co3O4/mGO-2和P CO3O4/mGO-3)纳米复合催化剂。相同实验条件下对目标污染物A07进行降解实验。催化剂降解性能强弱为Co3O4/mGO-3＞Co3O4/mGO-2＞Co3O4/mGO-l。 XPS等表征结果表明,催化剂的催化活性与载体的氧化程度有关。不同C0304负载量的催化剂的性能强弱为CO3O4-3/GO＞Co3O4-2/GO＞CO3O4-1/GO＞CO3O4-4/GO＞CO3O4-5/GO。说明当载体氧化程度一定时,最适负载量的催化剂会对降解反应起到更好的效果。同时, Co-OH复合物的的形成为非均相催化PMS产生硫酸根自由基起到了很好的促进作用,两者之间存在着协同作用。(3) Co3O4/N-GO/PMS催化体系的相关研究水热法进一步制备出复合催化剂CO3O4/N-GO。相同的实验条件下,A07降解实验结果表明催化剂CO3O4/N-GO性能比CO3O4/mGO-3好。说明N的引入将增强Co和GO的结合能,有助于其与钴离子配位从而有利于C0304的形成。无机盐离子对复合催化剂Co3O4/N-GO降解A07的反应影响结果表明,CI-和N03-对催化降解反应具有抑制作用,且C1-的抑制作用更强；H2PO4-则起到了一定的促进降解作用,HC03对A07的降解反应起到先促进后抑制的作用。复合催化剂CO3O4/N-GO经过四次循环使用后仍可在40min内反应完全,显示出良好的稳定性。