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·746·                             精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 36 卷

            纳米复合材料主体形貌是多孔结构。Co-TiO 2 /RGO                      37.79、47.83、53.9、54.89、62.86、69.3和 74.9
            样品多孔形貌趋向增多，团聚现象明显减弱（图 1b）。                         处出现 TiO 2 的特征衍射峰分别对应于锐钛矿相中
            这是由于掺杂负载 Co 的 TiO 2 纳米颗粒在晶体生长                      （101）、（004）、（200）、（105）、（211）、（204）、（220）
            过程中消耗大量能量抑制晶粒长大，同时能够降低                             和（215）晶面（JCPDS 21-1272）。这表明，所制得
            其纳米颗粒的表面能使系统能量趋于稳定状态，从                             的 TiO 2 纳米晶粒主要是以锐钛矿晶型为主。由图 3c
            而导致掺杂成分生长速度不如 TiO 2 快，因此负载金                        可以看出，TiO 2 负载 GO 后形成的衍射峰明显减弱，
            属 Co 的纳米复合材料团聚现象减弱               [17] 。            这是由于 GO 载体与 TiO 2 发生了相互作用。在
            2.1.2    透射电镜分析                                    TiO 2/RGO 纳米复合物中没有观察到 RGO 的典型衍射
                 图 2 为 GO、TiO 2 、TiO 2 /RGO 和 Co-TiO 2 /RGO    峰，这可能是由于衍射峰重叠的原因                 [15-16] 。由图 3d
            的 TEM 图，图 2c 和 d 的内插图分别为 TiO 2 /RGO                可以 看出 ， Co-TiO 2 /RGO 的晶体 结构 具有 与
            和 Co-TiO 2 /RGO 选区电子衍射图。                           TiO 2 /RGO 相似的 XRD 图，TiO 2 负载 Co 后在 25.12
                                                               处的特征衍射峰与未负载 Co 衍射峰相比较有所减
                                                               弱，各衍射峰的强度也有所变化。这是由于引入的
                                                               第三组分 Co 与 TiO 2 发生相互作用能够阻碍 TiO 2 的
                                                               晶粒生长使其结晶度发生变化              [17-18] 。根据 Scherrer
                                                               方程计算，掺杂负载 Co 的 TiO 2 纳米颗粒尺寸为
                                                               11.42  nm，未掺杂负载 Co 的 TiO 2 纳米颗粒尺寸为
                                                               16.31 nm。这一结果与透射电镜结果一致。Scherrer
                                                               方程如下：
                                                                                      K
                                                                                 D 
                                                                                     B cos
                                                               式中：D 为晶粒垂直于晶面方向的平均厚度，nm；
                                                               K 为 Scherrer 常数，0.89；B 为实测样品衍射峰半高
                                                               宽度，分别为 0.705和 0.535；θ 为衍射角，分别为
                                                               25.12和 25.76；γ 为 X 射线波长，为 0.154056 nm。

            图 2  GO (a)、TiO 2  (b)、TiO 2 /RGO (c)和 Co-TiO 2 /RGO (d)
                  的 TEM 图
            Fig. 2    TEM images of GO (a), TiO 2  (b), TiO 2 /RGO (c) and
                   Co-TiO 2 /RGO (d)

                 由图 2a 可观察到微米级褶皱的二维片状结构；
            从图 2b 中可以看到 TiO 2 纳米粒子基本为方形结构，
            团聚现象较严重。由图 2c 可以看出，在 TiO 2 /RGO
            形成的复合材料中，TiO 2 纳米颗粒是菱形结构，且
            均匀分散在 RGO 纳米片上。选区电子衍射斑点图呈

            清晰的同心圆环结构分布，近一步证明复合材料的
                                                               图 3  GO (a)、TiO 2  (b)、TiO 2 /RGO (c)和 Co-TiO 2 /RGO (d)
            GO 表面上有发育良好的 TiO 2 纳米颗粒晶体生成。由                           的 XRD 图
            图 2d 可以看出，经掺杂负载 Co 的 TiO 2 颗粒尺寸均                   Fig.  3    XRD  patterns  of  GO  (a),  TiO 2  (b),  TiO 2 /RGO  (c)
            小于未掺杂的 TiO 2 颗粒，颗粒尺寸均匀。这是由于                              and Co-TiO 2 /RGO (d)

            Co 掺杂负载 TiO 2 晶格后能显著地抑制 TiO 2 晶粒长                  2.1.4    IR 分析
            大，与文献[11]报道的相符。选区电子衍射图呈清晰的                             图 4 为 GO、TiO 2 /RGO 以及纳米复合物光催化
            同心圆环结构分布，表明 TiO 2 纳米颗粒与 RGO 较好                     剂 Co-TiO 2 /RGO 的 FTIR 图。对于 TiO 2 /RGO 和
                                                                                                     1
            地复合在一起，这有利于光生电子空穴对的分离                     [7,14] 。   Co-TiO 2 /RGO 纳米复合物来说，在 667 cm 附近有
            2.1.3    XRD 结构                                    一个吸收峰是纳米复合物中 Ti—O—Ti 的吸收峰，而
                 图 3 为 GO、TiO 2 、TiO 2 /RGO 以及复合光催化            Co-TiO 2 /RGO 纳米复合物在此处所对应的吸收峰向
            剂 Co-TiO 2 /RGO 的 XRD 图。由图 3a 可以看出，在               长波方向有所偏移。这是由于 Co 离子掺杂于 TiO 2 纳
            10.52处出现了 GO 的特征衍射峰，这表明石墨粉几                       米粒子而使 TiO 2 纳米颗粒与 GO 间形成了 Ti—O—
            乎全部被氧化成 GO         [10] 。图 3b 中，在 2θ=25.12、       C 化学键。因此，这种 Ti—O—C 键的存在能导致
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