磁性氧化石墨烯染料敏化复合物制备及其催化性能研究

杨晓超，韦凤喜，刘 蓉，于朝生，许苗军

（东北林业大学 理学院，黑龙江 哈尔滨150040）

磁性氧化石墨烯染料敏化复合物制备及其催化性能研究

杨晓超，韦凤喜，刘 蓉，于朝生*，许苗军

（东北林业大学 理学院，黑龙江 哈尔滨150040）

以磁性氧化石墨烯为载体，ZnO-TiO2为光催化剂，铁酞菁为染料敏化剂，结合溶胶-凝胶法及水热法制备出一种新型高效的磁性光催化复合材料。实验中考察了一系列影响光催化效果的因素，并应用紫外-可见分光光度计和质谱对亚甲基蓝以及其光催化降解的产物进行分析。优化实验结果表明，20mg该复合材料在可见光条件下对20mLMB溶液（20mg·L-1，pH=6）的最大降解效率可达99.5%。由实验结果可知，该复合材料不但具有高催化性能且对环境无害、利于回收。

光催化；染料敏化；磁性氧化石墨烯；亚甲基蓝

前 言

有机染料是一种常见的环境污染物，它们不但有毒而且不易降解[1,2]，其中以亚甲基蓝（MB），刚果红和甲基橙最为常见且最难处理[3]。由于工厂的存在，染料在环境污水中的含量很高，常会导致很多癌症、基因疾病以及遗传疾病[4]，因此有效地处理污水中的染料迫在眉睫。

最近几十年，不同的高级氧化技术（AOPs）被发展去利用羟基自由基（·OH）清除顽固的染料污染物[5,6]。在众多的AOPs中，二氧化钛（TiO2）多项光催化技术在处理污水染料方面被认为是一种经济且高效的方法[7]。然而，由于TiO2的能带隙较宽，催化时能量需求多，这在很大程度上限制其在日光下对有机染料的催化降解能力[8,9]。因此，只有减小TiO2的能带隙才能提高其光催化效率。

本实验中，将氧化锌杂化二氧化钛（ZnO-TiO2）负载于磁性氧化石墨烯（Fe3O4-GO）表面，然后用铁酞菁（IP）敏化ZnO-TiO2/Fe3O4-GO得到最终产物MIPGZT。最后，用MIPGZT对MB水溶液进行一系列的催化降解性能测试。实验中，用ZnO对TiO2进行杂化可减小TiO2的能带隙宽度，进而提高TiO2的催化降解能力。此外，用染料敏化技术对ZnO-TiO2/Fe3O4-GO进行敏化，也可以提高MIPGZT的催化降解效率，即用少量的MIPGZT就能催化高浓度的MB溶液。MIPGZT的微观结构、磁性强度及成分等分别用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、透射电子显微镜（TEM）、综合物性测量系统（PPMS）和热重分析（TGA）进行了表征。另外，在实验过程中分别使用紫外-可见分光光度计（UV）和质谱（MS）对MB以及其光催化降解产物进行了分析。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

钛酸四丁酯（TBOT），醋酸锌（Zn（CH3COO）2），三乙醇胺和冰醋酸（CH3COOH），均为分析纯，天津光复化学试剂厂；铁酞菁（IP），分析纯，上海安耐吉试剂有限公司；天然鳞片石墨（99.0%），天津科密欧化学试剂公司；三乙醇胺（N（CH2CH2OH）3），氯化铁（FeCl3·6H2O），氯化亚铁（FeCl2·4H2O），硫酸铁铵（NH4Fe（SO4）2·12H2O），硫酸亚铁铵（（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O），均为分析纯，天津科密欧化学试剂有限公司；其他药品全部为分析纯，来自天津市光复科技发展有限公司。

傅里叶变换红外光谱仪（Nicole 360），美国尼高力仪器公司；紫外可见分光光度计（TU-1800），北京普析通用仪器有限责任公司；X射线衍射仪（DX-2600），中国丹东仪器公司；透射电子显微镜（H-7650），日本松户公司；热重分析仪（6000-SQ8），美国PE分析仪器公司；质谱（Otrap 5500），美国AB公司；综合物性测量仪（6000），美国量子设计公司。

1.2 实验步骤

1.2.1 Fe3O4-GO的制备

第一步制备氧化石墨烯（GO）：GO的制备采用了改进的Hummers方法，即在冰水浴条件下依次向50mL三口瓶中缓慢加入鳞片石墨（2g）、浓硫酸（50mL）、NaNO3（2g）和KMnO4（6g），然后缓慢搅拌10min使物质充分接触反应。将三口瓶转移到28℃的水浴锅中持续搅拌20h。当上述混合物充分反应后，向三口瓶中逐滴加入80mLH2O和20mLH2O2,然后充分反应 30min。最后使用 20mL0.1mol·L-1HCl、蒸馏水及乙醇分别对固体进行洗涤。将固体放入真空干燥箱常温干燥8h，即可得到GO。

第二步制备 Fe3O4-GO：将 （NH4）2Fe（SO4）2·6H2O（5.8g）和 NH4Fe（SO4）2·12H2O（10.7g）放入烧瓶中，加入50mL水搅拌直至固体完全溶解,然后在烧瓶中滴加20mL28%氨水，得到溶液A。同时，把GO（1g）加入到100mL三口烧瓶中，在烧瓶中加入50mL水，然后超声处理30min得到GO的悬浮液。在80℃下，向悬浮液中缓慢加入溶液A，搅拌30min。通过磁性分离得到的固体经蒸馏水和乙醇分别洗涤，将固体放入到70℃的真空干燥箱中干燥12h，即可得到Fe3O4-GO。

1.2.2 ZnO-TiO2的制备

ZnO-TiO2的制备是采用溶胶-凝胶法，即先把Zn（CH3COO）2（1.2g）加入到50mL乙醇溶液中，50℃磁力搅拌40min。然后在Zn（CH3COO）2的乙醇溶液中加入 N（CH2CH2OH）3（3mL），搅拌 30min，得到ZnO溶胶。TiO2溶胶制备方法如下：将TBOT（12mL）加入到10mL乙醇中，70℃搅拌1h至固体完全溶解。然后在TBOT的乙醇溶液中加入作为螯合剂的CH3COOH（3mL）。最后将混合液在70℃下搅拌1h，加入盐酸水溶液（100mL，pH=2），即得到TiO2溶胶。70℃下，将ZnO溶胶滴加到TiO2溶胶中反应1h，得到ZnO-TiO2溶胶，并将其老化24h后移至70℃的真空干燥箱中干燥12h。最后，将所得ZnO-TiO2的干凝胶放入550℃的管式炉中煅烧4h，得到ZnO-TiO2粉末。

1.2.3 MIPGZT的制备

第一步制备 ZnO-TiO2/Fe3O4-GO：ZnO-TiO2（0.1g）和 Fe3O4-GO（0.5g）分别加入到乙醇水溶液（V:V，5∶9），然后分别搅拌和超声 30min，得到的悬浮液在130℃下于反应釜中反应12h。所得的固体经蒸馏水和乙醇分别洗涤，然后在真空干燥箱中70℃干燥10h，即得到ZnO-TiO2/Fe3O4-GO。

第二步制备 MIPGZT：ZnO-TiO2/Fe3O4-GO（0.5g）加入到 50mL IP（0.1mol·L-1）乙醇溶液中，之后经搅拌和超声处理各30min。将形成的悬浮液装入离心管中，在黑暗条件下振荡24h。最后，将磁性分离得到的固体经蒸馏水和乙醇分别洗涤，放入真空干燥箱中70℃干燥12h，得到最终产物MIPGZT。

1.2.4 光催化实验

分别用 ZnO-TiO2、TiO2、ZnO-TiO2/Fe3O4-GO 和MIPGZT对MB水溶液进行催化，形成对比实验。分别取20mg上述粉末加入到20mL MB水溶液（5～40mg·L-1，pH=6）中。然后在黑暗条件下振荡 3h，使其达到吸附平衡。然后在氙气灯模拟的太阳光源下照射70min，每隔15min取样一次（3mL），样品过滤后待检测。MB的浓度变化用UV检测。计算光催化效率（η%）的公式如下：

式中 C0，A0和 Ct，At分别为 MB 溶液在反应前后的浓度和吸光率。

2 结果与讨论

2.1 物质结构与性能表征

图1 ZnO-TiO2/Fe3O4-GO（a）、MIPGZT（b）、TiO2（c）和 ZnO-TiO2（d）的XRD谱图Fig.1 The XRD patterns of（a）ZnO-TiO2/Fe3O4-GO,（b）MIPGZT,（c）TiO2and（d）ZnO-TiO2

图1 为 TiO2、ZnO-TiO2、ZnO-TiO2/Fe3O4-GO 和MIPGZT的XRD谱图。由图1c可知，TiO2的2θ角度为 25.3°、37.9°、48.4°、55.3°和 62.7°分别对应着（101）、（103）、（200）、（105）和（213）晶面[10～12]（JCPDS Card No.21-1272）。图1d中出现了与图1c不同的角度 33.4°和 36.2°，分别对应着（002）和（101）晶面。这些结果表明ZnO成功地负载到了TiO2表面。图1a中，（311）、（002）、（511） 和 （440） 的晶面表明了Fe3O4-GO与ZnO/TiO2的结合（JCPDS card no.19-629）[13]。根据 Debye-Scherrer’s公式，固体粉末在（101）晶面的衍射峰处的尺寸公式[14]为：

式中d是粉末尺寸，λ（0.15406nm）是X射线在Cu Kα处的衍射波长，β是XRD峰的半高宽度，θ为衍射角。不同材料的晶粒尺寸如表1所示。

表1 TiO2、ZnO-TiO2、ZnO-TiO2/Fe3O4-GO 和 MIPGZT 的晶粒尺寸Table 1 The crystal sizes of TiO2,ZnO-TiO2,ZnO-TiO2/Fe3O4-GO and MIPGZT

图2 所示为 TiO2、ZnO-TiO2、ZnO-TiO2/Fe3O4-GO和MIPGZT的红外谱图。在图2a中，500cm-1处的特征峰为Ti-O和Ti-O-Ti的伸缩振动吸收峰。在图2b中，1056cm-1处的吸收峰消失，650cm-1处出现新的吸收峰，这表明ZnO成功地与TiO2相结合，即Zn-Ti-O已经形成[15]。图2c中，3400cm-1和1650cm-1处的特征峰为-OH的吸收峰，C=O的吸收峰在1630cm-1处，C-O-H的吸收峰在1375cm-1处，这些都是GO表面官能团的特征吸收峰[16,17]。此外，580cm-1处的强吸收峰是Fe-O的特征峰，这证明了ZnO-TiO与Fe3O4-GO的成功结合。图2d中，1329cm-1和720cm-1处出现的新吸收峰也表明了MIPGZT的成功制备。

图2 TiO2（a）、ZnO-TiO2（b）、ZnO-TiO2/Fe3O4-GO（c）和MIPGZT（d）的红外谱图Fig.2 The FTIR spectra of（a） TiO2,（b） ZnO-TiO2,（c） ZnO-TiO2/Fe3O4-GO and（d）MIPGZT

图3 ZnO-TiO2/Fe3O4-GO（a）和 MIPGZT（b）的热重分析图Fig.3 The TGA curves of（a）ZnO-TiO2/Fe3O4-GO and（b）MIPGZT

图4 TiO2（a）、ZnO-TiO2（b）、ZnO-TiO2/Fe3O4-GO（c）和MIPGZT（d）的TEM扫描图Fig.4 The TEM images of（a）TiO2,（b）ZnO-TiO2,（c）ZnO-TiO2/Fe3O4-GO and（d）MIPGZT

图3为ZnO-TiO2/Fe3O4-GO和MIPGZT的热重分析图。由图可知，在50～800℃范围内，样品经过了多步加热分析。从图中可以看到，50～150℃之间两种样品均失重约2%，这主要是由于材料中结合水的挥发。而在150～400℃范围内MIPGZT失重约4%，这主要是由于固体上残留的有机物的挥发。且在 400～800℃之间 ZnO-TiO2/Fe3O4-GO和 MIPGZT的失重率分别为4%和8%，从额外的4%损失可知MIPGZT制备的成功。

TiO2、ZnO-TiO2、ZnO-TiO2/Fe3O4-GO 和 MIPGZT的TEM扫描结果如图4（a-d）所示。从图中可看出GO具有良好的层状及片状结构，同时TiO2、ZnO-TiO2、ZnO-TiO2/Fe3O4-GO 和 MIPGZT 的粒子直径分别为5.564nm、5.594nm、7.805nm和7.967nm，这与XRD的分析结果相吻合，这再次证明了MIPGZT就是实验所需制备的目标产物。

图5 ZnO-TiO2/Fe3O4-GO（a）和 MIPGZT（b）的磁滞曲线Fig.5 The magnetic hysteresis loops of（a）ZnO-TiO2/Fe3O4-GO and（b）MIPGZT

图5为ZnO-TiO2/Fe3O4-GO和MIPGZT的磁滞曲线。由图可知ZnO-TiO2/Fe3O4-GO和MIPGZT的磁饱和强度分别为 21.42emu·g-1和 11.67emu·g-1，磁饱和强度的减弱有力地证明了IP对ZnO-TiO2/Fe3O4-GO的成功敏化。

2.2 MB的吸附和光催化实验

2.2.1 光催化与吸附效果对比实验

图6 不同时间时TiO2、ZnO-TiO2、ZnO-TiO2/Fe3O4-GO和MIPGZT对MB的吸附和光催化结果Fig.6 The adsorption and photocatalytic experiments about MB by TiO,ZnO-TiO,ZnO-TiO/FeO-GO and MIPGZT

图6 为不同时间 TiO2、ZnO-TiO2、ZnO-TiO2/Fe3O4-GO和 MIPGZT对 MB（20mg·L-1）的吸附和光催化结果。由于光催化反应发生在催化剂的表面，因此吸附作用对于光催化过程是很重要的。从图中可以看出催化剂在暗光下可吸附MB并达到平衡。此外，通过对比可知，ZnO-TiO2的吸附效果要强于纯TiO2，且MIPGZT的吸附能力是最强的。由图中的催化结果可知，经过70min的光照反应，纯TiO2几乎没有发生反应，而ZnO-TiO2光催化能力要强于TiO2，且MB几乎完全被MIPGZT所催化。由这些结果可知，MIPGZT不但拥有强的吸附能力同时也具有高效的光催化效果。

2.2.2 pH值因素对催化效率的影响

图7 pH值对于MIPGZT催化MB的影响Fig.7 The effect of pH value on the photocatalysis of MB by MIPGZT

溶液的pH值对于MIPGZT的质子化/去质子化是一个重要的参数，同时也会影响到GO表面的官能团作用进而影响到吸附和光催化的效率[18]。图7所示为溶液在pH=2～10范围内的测试，MIPGZT催化效率在pH=2～6时快速地增长直至最高值99.5%，而在pH=7～10时效率开始降低。这些结果证明随着溶液pH值的升高达到催化剂的零电位点（pHzpc=7）时，催化剂表面的电荷密度会逐渐降低，进而减弱催化剂的光催化能力。而MIPGZT表面具有负电荷并带有大量的羟基负离子（pH＞pHpzc），这也导致了电子的转移受阻[19]，从而增强了催化剂的表面活性。因此在纯水中可以使用高效的催化剂MIPGZT。

2.2.3 温度因素对催化效率的影响

图8所示为不同温度（15℃、20℃、25℃和30℃）时MIPGZT对MB光催化效率的影响。从图中可以看到随着温度的升高，MIPGZT催化效率是逐渐增大的。这也符合了温度对于反应速率的影响的动态理论。

图8 温度对于MIPGZT催化MB的影响Fig.8 The effect of temperature on the photocatalysis of MB by MIPGZT

2.2.4 MIPGZT的循环使用次数

图9 MIPGZT的重复利用率Fig.9 The recycle rate of MIPGZT

图9展示了MIPGZT经过5次重复使用后的光催化降解能力。由图可知，在经过了5次利用后MIPGZT仍然拥有很高的催化效率，催化能力的微小降低可能是由于在反应过程中生成了副产物。

2.2.5 不同初始浓度对催化效率的影响和MIPGZT的反应动力学

图10 MIPGZT在不同时间时对不同浓度MB进行光催化的结果Fig.10 The MIPGZT was applied to photo-catalyze MB with different concentrations in different time

图10所示为MIPGZT催化不同浓度MB溶液的结果。从图中可以看到在5～20mg·L-1浓度范围内时，MB几乎被MIPGZT催化完全，而在20～40mg·L-1时MB的催化效率在逐渐降低。图中溶液的线性关系遵循第一反应动力学公式：

式中 C（mg·L-1）为不同时间时 MB 的浓度，而C0（mg·L-1）为MB的初始浓度，K（min-1）为反应速率常数。MB经光催化反应后的一系列参数如表2所示。

表2 MIPGZT光催化MB的动力学参数Table 2 The kinetic parameters of the photocatalysis of MB by MIPGZT

2.3 反应机制

基于之前的研究可知，在污水处理过程中主要是依靠羟基自由基（·OH）的作用[20]。而本实验所制备的MIPGZT对MB的光催化反应机制如图11所示。在光催化过程中，伴随着自由电子（e-）从催化剂的导带（CB）到价带（VB）的传递，与此同时水中的OH-转化为·OH时会产生很多活性带电孔（h+VB），而电荷的分离会抑制h+VB和e-CB的重组进而增强催化剂的催化能力。在MIPGZT中，GO作为载体不但会携带许多的OH-而且产生·OH，同时也会降低TiO2的能带隙宽度[21]。IP在ZnO-TiO2的表面会吸收日光的能量从而产生光电自由电子，而光电自由电子又会传导到ZnO-TiO2的CB带，同时IP也会生成IP+。ZnO与TiO2的结合同样可以降低TiO2能带隙宽度，进而提高了MIPGZT对MB的光催化能力。MIPGZT催化MB的反应机制如式（1）～（6）:

根据已经报道过的文献，我们知道MB在光催化降解过程中的中间产物为亚砜、二苯砜、磺酸、取代苯胺等[22]。实验中用MS去表征得到的MIPGZT光催化MB的产物，并由此在图12中合理地推测了MB在降解过程中被·OH逐步分解的反应。在反应过程中，MB逐步地被降解为小分子，例如：H2O、CO2、SO42-和 NH4+。

图11 MB在被MIPGZT光催化过程中的反应机制Fig.11 The photocatalytic mechanism of MB by MIPGZT

图12 MB在催化过程中逐步被降解的反应Fig.12 The photocatalytic processes of MB by MIPGZT

3 结论

MIPGZT的制备过程中使用染料敏化技术增强ZnO-TiO2的表面活性，且以Fe3O4-GO作为磁性载体，用溶胶-凝胶法制备了ZnO-TiO2。通过实验中对MIPGZT进行结构表征时的光谱分析及热稳定分析结果可知，铁酞菁对ZnO-TiO2的敏化效果十分明显，且成功地合成了MIPGZT。在可见光条件下进行MIPGZT对MB水溶液的催化性能实验时分别讨论了MB初始浓度、溶液pH值及温度和搅拌速率对其催化降解效率的影响。具体实验结果如下：室温下，用 20mgMIPGZT对 20mLMB溶液（20mg·L-1，pH=6）进行光催化降解，通过可见光对其照射70min，且控制搅拌速率在240rpm，可使其催化降解效率达到99.5%。MIPGZT对MB的催化反应遵循反应一级动力学，且相关拟合系数R2为0.9929。通过对MIPGZT的重复利用效率实验结果可知在5次循环利用后MIPGZT对MB的催化降解效率仍可达到91.5%。制得的MIPGZT不但具有良好的磁响应，能够在外加磁场作用下快速从溶液中分离，且敏化技术的应用也极大地提高了复合材料的光催化降解能力。MIPGZT的成功制备不仅开发了一种先进简单的催化剂制备方法，同时也提供了造价低廉且性能优越的有机染料光催化复合材料。

［1］MCCALLUM J E B,MADISON S A,ALKAN S,et al.Analytical studies on the oxidative degradation of the reactive textile dye Uniblue A［J］.Environ SciTechnol,2000,34（24）:5157~5164.

［2］ROBINSON T,MCMULLAN G,MARCHANT R,et al.Remediation of dyes in textile effluent:a critical review on current treatment technologies with a proposed alternative［J］.BioresourTechnol,2001,77（3）:247~255.

［3］傅深娜，吴明珠，刘克建，等.纳米TiO2光催化降解环境中有机污染物研究进展［J］.化工新型材料，2014,42（11）:232~234.

［4］MATHUR N,BHATNAGAR P,SHARMA P.Review of the mutagenicity of textile dye products［J］.Univers J Environ Res Technol,2012,2（2）:1~18.

［5］CHEN D,DU Y,ZHU H,et al.Synthesis and characterization of a microfibrous TiO2－CdS/palygorskite nanostructured material with enhanced visible-light photocatalytic activity［J］.Appl Clay Sci,2014,87:285~291.

［6］AHMAD A,AWAN G H Aziz S.Synthesisand applications of TiO2nanoparticles［C］.Pakistan Engineering Congress,70th Annual Session Proceedings,2007,676:405~412.

［7］ADISHKUMAR S,KANMANI S,BANU J R.Solar photocatalytic treatment of phenolic wastewaters:influence of chlorides,sulphates,aeration,liquid volume and solar light intensity［J］.Water Treat,2014,52（40~42）:7957~7963.

［8］BAEK M H,JUNG W C,YOON J W,et al.Preparation,characterizationandphotocatalyticactivityevaluationofmicroandmesoporousTiO2/spherical activated carbon［J］.J IndEngChem,2013,19（2）:469~477.

［9］YAP P S,LIM T T,LIM M,et al.Synthesis and characterization of nitrogen-doped TiO2/AC composite for the adsorption－photocatalytic degradation of aqueous bisphenol-A using solar light［J］.Catal Today,2010,151（1~2）:8~13.

［10］HADJLTAIEF H B,GALVEZ M E,COSTA P D,et al.TiO2/clay as a heterogeneous catalyst in photocatalytic/photochemical oxidation of anionic reactive blue 19 ［J］.Arabian J Chem,2014（2）：31~34.

［11］周琪，钟永辉，陈星,等.石墨烯/纳米TiO2复合材料的制备及其光催化性能［J］.复合材料学报，2014,31（2）:255~262.

［12］ZHANG J,ZHANG L,ZHOU S,et al.Magnetically separable attapulgite-TiO2-FexOy composites with superior activity towards photodegradation of methyl orange under visible light radiation［J］.J IndEngChem,2014,20（5）:3884~3889.

［13］AKHAVAN O,AZIMIRAD R.Photocatalytic property of Fe2O3nanograin chains coated by TiO2nanolayer in visible light irradiation［J］.ApplCatal A,2009,369（1~2）:77~82.

［14］LIPSON H S,STEEPLE H.Interpretation of X-ray Powder Diffraction Patterns［J］.Macmillan St Martin’s Press,1972,38（299）:907.

［15］WANG X T,ZHONG S H,XIAO X F.Photocatalysis of ethane and carbon dioxide to produce hydrocarbon oxygenates over ZnO-TiO2/SiO2catalyst［J］.JMolCatal A,2005,229（1）:87~93.

［16］李思明，侯朝霞，王少洪，等.功能化石墨烯的研究进展［J］.兵器材料科学与工程，2015，38（5）：112~116.

［17］LIU S,SUN H,LIU S,et al.Graphene facilitated visible light photodegradation of methylene blue over titanium dioxide photocatalysts［J］.ChemEng J,2013,214（214）:298~303.

［18］NEPPOLIAN B,CHOI H C,SAKTHIVEL S,et al.Solar light induced and TiO2assisted degradation of textile dye reactive blue 4［J］.Chemosphere,2002,46（8）:1173~1181.

［19］RINCÓN A G,PULGARIN C.Effect of pH,inorganic ions,organic matter and H2O2on E.coli K12 photocatalytic inactivation by TiO2Implications in solar water disinfection［J］.ApplCatal B,2004,51（4）:283~302.

［20］YUM J H,WALTER P,HUBER S,et al.Efficient far red sensitization of nanocrystallineTiO2films by an unsymmetrical squaraine dye［J］.J Am ChemSoc,2007,129（34）:10320~10321.

［21］盛国栋，李家星，王所伟，等.提高 TiO2可见光催化性能的改性方法［J］.化学进展，2009,21（12）:2492~2504.

［22］GNASER H,SAVINA M R,CALAWAY W F,et al.Photocatalytic degradation of methylene blue on nanocrystalline TiO2:surface massspectrometry of reaction intermediates［J］.Int J Mass Spectrom,2005,245（1~3）:61~67.

Preparation and Photocatalytic Performance of Dye Sensitive Composite Material Based on Magnetic Graphene Oxide

YANG Xiao-chao，WEI Feng-xi,LIU Rong，YU Chao-sheng and XU Miao-jun
（College of Science,Northeast Forestry University,Harbin 150040,China）

A new and efficient magnetic photocatalysis composite material was prepared by the combination of sol-gel and hydrothermal method with magnetic graphene oxide as supporter,ZnO-TiO2as major photocatalyst and Iron （II）phthalocyanine as dye-photosensitizer.A series of factors affecting the photocatalysis effect in the experiment were investigated.The ultraviolet-visible spectrophotometer and mass spectrometer were used to analyze the methylene blue and its photocatalytic degradation products.The optimal results showed that the maximum degradation efficiency of 20mL MB solution（20mg·L-1,pH=6）was 99.5%irradiated by the visible light.From the experimental results,it was known that the composite material not only had high photocatalytic performance,but also was harmless to the environment and conducive to recovery.

Photocatalysis;dye sensitization;magnetic graphene oxide;methylene blue

TB332

A

1001-0017（2017）05-0328-06

2017-06-02

杨晓超（1989-），男，黑龙江大庆人，在读硕士生，主要研究石墨烯负载半导体材料的合成及其在催化降解有机染料中的应用。

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