纳米材料作为一门新兴技术,在电子器件、液晶显示和医学等领域都得到了广泛的应用。金属钼基纳米结构作为纳米材料的一个分支取得了巨大进步。本论文选取了金属钼基中的氧化钼作为研究对象,探究了超薄氧化钼纳米带的制备方法、氧化钼纳米带与石墨烯的复合以及石墨烯含量对石墨烯/氧化钼纳米带复合物的光催化性能的影响。论文的具体研究内容如下:1.首先以乙酰丙酮钼作为氧化钼的前驱体,与硝酸溶液通过180℃、48h的水热反应后制备出了氧化钼纳米带。但此时的氧化钼纳米带尺寸较大,为了得到形貌更好的氧化钼纳米带,我们使用零污染的双氧水对所制备的氧化钼纳米带进行了二次水热处理。经过对产物测试发现,双氧水170℃,反应时间为24h的二次水热处理后,所得到的氧化钼纳米带尺寸比较均匀,纳米带长度变大,宽度减小,长宽比有所增加,同时氧化钼纳米带的厚度也大大减小。考虑到氧化钼纳米带的变化会影响到纳米带的比表面积,我们对其进行了比表面积的测试,发现双氧水二次处理后的氧化钼纳米带比表面积从9.53m2/g提高到11.74 m2/g,提高了 23.19%,和我们所做的推测一致。2.氧化钼有良好的光催化性能,而光催化性能对材料的结构和形貌有很高的敏感度。为此,我们对双氧水处理前后的氧化钼纳米带进行了吸附和光催化性能的测试。测试结果表明,经过双氧水处理后的超薄氧化钼纳米带,吸附和光催化性能都得到了不同程度的提高,其中对亚甲基蓝的吸附率从6.98%提高到30.02%,提高了 3.3倍,而光催化降解的亚甲基蓝从52.03%提高到了 79.55%,提高了 29.52个百分点。3.为了进一步提高氧化钼纳米带的光催化性能,我们首先用改良了的Hummers法成功制备出了氧化石墨烯,然后将所做的氧化石墨烯与氧化钼纳米带进行水热。经过表征后发现水热的过程既实现了氧化石墨烯的还原,又完成了石墨烯与氧化钼纳米带的复合。4.最后我们探究石墨烯含量对石墨烯/氧化钼纳米带复合物的光催化性能的影响,分别对石墨烯含量为1wt%、2wt%、3wt%、4wt%和5wt%的石墨烯/氧化钼纳米带复合物进行了光催化降解亚甲基蓝实验。结果发现随着石墨烯含量的增加,复合物的光催化性能不断提高,当石墨烯含量为4wt%时,光催化性能达到最高,随后随着石墨烯含量的增加光催化性能反而下降。光催化性能最高(即石墨烯含量为4wt%)时的光催化反应速率为0.0496 min-1,而纯净的氧化钼纳米带光催化反应速率仅为0.0138min-1,反应速率提高了 2.6倍。氧化钼纳米带光催化性能会随着石墨烯的复合得到提高的原因是:一方面石墨烯具有优异的载流子传输性能,能够促进光生电子-空穴对的分离,同时使得光生电子及时与亚甲基蓝发生反应,两者共同作用促进了复合物光催化性能的提高;另一方面亚甲基蓝分子与石墨烯片层之间通过π-π结合的方式进行了转移,使得亚甲基蓝分子从溶液中转移到了氧化钼纳米带表面,这在一定程度上也加速了光催化的进行。然而,当石墨烯含量过高时会遮挡一部分光照射到氧化钼纳米带上,阻碍光催化反应的进行,这就是石墨烯超过一定量时,继续增加复合物光催化速率反而下降的原因。