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石墨烯水凝胶是具有三维多孔网络结构的凝胶体系,拥有高的比表面积,低密度以及发达的相互贯通的孔道结构。作为新型的吸附材料,具有较高的吸附速率和吸附容量,而且其集体整装特性也使得三维石墨烯水凝胶更容易回收与再生。这些优点均使得其在吸附处理有机污染物、海上漏油处理、去除重金属离子等方面具有较好的应用前景。利用还原氧化石墨烯(rGO)对AgBr进行包裹杂化形成AgBr@rGO,并将其装载于还原氧化石墨烯水凝胶(rGH)体系,制备出三维石墨烯复合水凝胶(rGH-AgBr@rGO)。AgBr@rGO的核壳结构抑制了AgBr颗粒的生长,同时石墨烯的杂化作用促进了光生电荷的快速迁移与分离。结果展示出在可见光照射下10%rGH-AgBr@rGO通过吸附光催化协同原位降解双酚A(BPA),90 min内BPA的降解高达100%,是单体AgBr的1.5倍。经过5次循环实验之后10%rGH-AgBr@rGO对BPA的降解效率仍可达到90%以上。在进一步研究中,选用了稳定性较好的TiO2作为半导体合成了聚苯胺(PANI)/TiO2-还原氧化石墨烯水凝胶(PANI/TiO2-rGH)。PANI可以起到间隔器的作用,在增加水凝胶强度的同时,导电高聚物PANI的存在也起到了传导电荷的作用。在吸附光催化协同降解BPA中,80%PANI/TiO2-rGH在40 min中将污染物就可完全降解,65 min内几乎可以被完全矿化为小分子,在循环五次实验之后80%PANI/TiO2-rGH对BPA的降解率仍可达到90%以上。通过XPS说明了TiO2与rGH之间形成了氢键作用。在降解污染物时,通过淬灭实验(PANI/TiO2-rGH与PANI/TiO2)中说明·O2-与h+分别起着主要活性物种的作用。这种独特的三维网状结构处于微米量级,利用简单的滤网即可对材料进行回收与再生,免于使用复杂的催化剂过滤回收系统。