【摘 要】
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多边形及表面特性丰富的纳米材料由于其优异的性能在光催化中应用广泛,基于激光加工制备纳米颗粒的优势和局限性,本文通过添加不同的表面活性剂改变激光液相烧蚀水溶液的溶剂环境,调控出不同形貌结构的Ag纳米粒子并与半导体材料二氧化钛（TiO2）和石墨烯基材料还原的氧化石墨烯（rGO）复合,从而制备出高光催化活性的纳米复合材料。其中在表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）的调控下,激光烧蚀Ag片制备的Ag
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多边形及表面特性丰富的纳米材料由于其优异的性能在光催化中应用广泛,基于激光加工制备纳米颗粒的优势和局限性,本文通过添加不同的表面活性剂改变激光液相烧蚀水溶液的溶剂环境,调控出不同形貌结构的Ag纳米粒子并与半导体材料二氧化钛（TiO2）和石墨烯基材料还原的氧化石墨烯（rGO）复合,从而制备出高光催化活性的纳米复合材料。其中在表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）的调控下,激光烧蚀Ag片制备的Ag纳米颗粒呈现月牙状,激光烧蚀Ti片可获得分散性更强的TiO2纳米颗粒。TiO2主要以金红石晶相为主,Ag纳米颗粒是典型的面心立方结构。除此之外,复合材料Ag/TiO2的结合扩宽了可见光区域光吸收,并且随着DTAB浓度增大,吸收峰出现红移,表示Ag和TiO2之间强烈的相互作用。在此基础上,本项研究进一步探究在聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶液中激光烧蚀制备rGO/Ag复合材料。在水溶液中混合GO和浓度可调节的PVP,通过脉冲激光烧蚀产生具有面心立方晶体结构的Ag纳米立方体,然后借助PVP将其负载在rGO纳米片层。PVP对Ag（100）晶面的优先吸附导致产生了暴露（100）面的Ag纳米立方体。结果表明,球形颗粒的形貌产率随PVP浓度的增加而降低。X射线衍射（XRD）和紫外可见光谱（UV-vis）分析证实了溶液中GO的部分还原。并将搭载Ag纳米立方体的rGO用于光催化还原CO2,该复合材料在6小时内的光催化转化率可达到133.1μmolg-1 h-1。除了添加表面活性剂,本项研究最后一部分工作通过激光烧蚀复合水热处理的加工方式获得了多尺度结构化的Ag/TiO2纳米复合材料。水热法具有较小的晶体热应力,较小的宏观缺陷以及较高的均匀性,在调节纳米粒子的形貌方面显示了极大的优势。通过优化混合工艺的顺序和水热反应时间,成功制备了 TiO2的类海胆结构和枝晶状结构,这些多尺度结构中的散射效应增强了紫外线的吸收。Ag纳米颗粒进一步负载在该结构TiO2上避免了纳米颗粒的大量团聚,并获得了具有优异光学性能的Ag/TiO2复合材料。
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