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第 4 期 李思良，等: Co 掺杂 TiO 2 /RGO 复合材料制备及光催化性能 ·747·

Ti—O—Ti 的吸收峰发生了红移 [11] 。这也说明了 Co 可能有石墨烯残留的羟基官能团存在 [13] 。图 6c 为 O
掺杂的 TiO 2 纳米粒子并不是以简单自组装的形式附 1s 拟合曲线，结合能为 532.25 eV 处对应 Ti—O—C
着在 GO 上面，而是化学键合作用。GO 的红外谱图 的特征峰，结合能为 530.66 eV 处的峰对应 C==O 和
1
中，在 1730 和 1121 cm 左右出现的吸收峰分别为 O==C—OH，结合能为 531.28 eV 处的峰对应 C—
GO 中羧基 C==O 和 C—OH 的伸缩振动峰；在复合 OH，结合能为 534.03 eV 处的峰对应 C—O。Ti 2p 3/2
物的红外图谱中羧基的 C==O 伸缩振动峰明显减弱， 和 Ti 2p 1/2 的特征峰，分别出现在 459.1 和 464.8 eV
1
C—OH 伸缩振动峰几乎未出现。在 1630 cm 处的 处，证实 TiO 2 的存在（图 6d）。结合能为 455.1 和
吸收峰为石墨烯层的骨架振动，该峰在 GO 水热反 461.1 eV 处的峰对应 C—Ti，因此可证明 TiO 2 和
应后的 RGO 中同样可以观察到。这说明在水热过程 RGO 之间存在相互作用，这与 IR 的结果相一致 [13] 。
中 GO 被还原生成 RGO。这与 XRD 的结果相一致。 图 6e 为 Co 2p 拟合曲线，可以看出，在结合能为
779.09 和 796.3 eV 附近处分别能观察到 Co 2p 3/2 和

Co 2p 1/2 的特征峰，这说明样品中钴元素负载 TiO 2
2+
时是以 Co 形式存在于 TiO 2 中。因此，Co-TiO 2 /RGO
2+
4+
中 Ti 元素以 Ti 形式存在，Co 元素以 Co 形式存
在。这与 XRD 结果一致。

图 4 GO (a)、TiO 2 /RGO (b)和 Co-TiO 2 /RGO (c)的 IR 图
Fig. 4 FTIR spectra of GO (a), TiO 2 /RGO (b) and
Co-TiO 2 /RGO(c)

2.1.5 Raman 分析
图 5 为 GO、TiO 2 、TiO 2 /RGO 和 Co-TiO 2 /RGO
的拉曼光谱图。由图 5a 和 b 可见，在 1348 和 图 5 GO (a)、TiO 2 (b)、TiO 2 /RGO (c)和 Co-TiO 2 /RGO (d)
1
1588 cm 附近能观察到石墨烯的 D 带和 G 带特征 的拉曼光谱图
Fig. 5 Raman spectra of GO (a), TiO 2 (b), TiO 2 /RGO (c)
拉曼散射峰。在 150.8（E g ）、400.1（B 1g ）、518.7（A 1g ）、 and Co-TiO 2 /RGO (d)
1
638.4 cm （E g ）处可观察到锐钛矿相 TiO 2 的特征
拉曼散射峰。由图 5c 和 d 可见，形成 TiO 2 /RGO 和
Co-TiO 2 /RGO 复合材料后，GO 和锐钛矿相 TiO 2 的
特征拉曼峰仍然存在，而与 GO 和 TiO 2 相比，复合
材料的拉曼峰向更高波数移动，说明石墨与 TiO 2 分
子 间 发 生了化 学作 用 [14,19-20] ； Co-TiO 2 /RGO 与
TiO 2 /RGO 相比，由于 Co 负载 TiO 2 分子后使其拉曼
峰向高波数移动稍大，这说明 Co 负载 TiO 2 的作用
在晶格中产生了晶体缺陷并改变了锐钛矿相 TiO 2 分
子的对称性，由于杂质能级或缺陷能级的出现，降
低了带隙能，增强了对可见光的吸收 [14,19-20] ；另一
方面也表明了 TiO 2 晶粒是较小的纳米级 [19-20] 。这与
TEM 的结果相一致。
2.1.6 XPS 光谱分析
用 X 射线光电子能谱（XPS）研究了 Co-TiO 2 /
RGO 纳米复合材料的化学组成。图 6a 中能观察到
C、N、O、Ti 以及 Co 元素的特征峰。由图 6b 可知，
在 284.8 eV 处为石墨烯的特征拟合峰，结合能为
285.9 和 289.0 eV 处的峰分别对应 C—O 和 C==O，