二氧化钛纳米复合材料的制备及其在降解有机染料中的应用(3)

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我国在纳米二氧化钛的研究中也呈现上升趋势。据报道，上海交通大学进行了纳米颗粒分散在高聚物中的实验[7]，并且能够将其分散成纳米数量级的颗粒，该实验提高了纺织效率。南京海泰纳米材料有限公司已经发展成了一个年产量为400吨的纳米材料，其中就有生产具有光催化作用的纳米二氧化钛。2003年，国家纳米科学中心就进行了纳米二氧化钛的光催化涂料和陶瓷的研究。二氧化钛纳米材料的研究越来越深入，作为环境清洁剂的纳米二氧化钛可以给人们带来健康的环境，研究前景一片光明。

1.3石墨烯

石墨烯是由碳原子以sp2杂化紧密堆积而成的具有晶状结构的二维（2D）碳质材料，其基本结构单元是碳六元环，由基本结构单元可以组成零维（0D）的富勒烯、一维（1D）的碳纳米管和三维（3D）的石墨，石墨烯的结构如图1（a）[8]。1985年发现的富勒烯[9]和1991年发现的碳纳米管[10]都引起了当时科学家们的热烈探讨，而2004年英国科学家发现的石墨烯更是对碳材料的丰富和补充[11]。石墨烯和碳纳米管都有着高热导性[12]和高机械强度[13]的性质，由于石墨烯独特的结构，在石墨烯的费米能级处存在石墨烯的价带和导带的相交点，相交点的出现使得石墨烯成为能隙为零的半导体，图1(b)[14]是石墨烯色散关系图。除了以上特性，石墨烯还有其他奇妙而独特的电学性质。例如，石墨烯的强度是钢的100多倍，载流子迁移率为 2 × 105 cm2 /( V·s) 是商场上使用的硅材料迁移率的10倍以上，如果在低温骤冷等特殊条件下，其迁移率还会更高，此外还具有反常量子霍尔效应[15][16]、量子霍尔铁磁性[17]和激子带隙等现象。因此，石墨烯比碳纳米管表现出更多优越的性能，具有广阔的应用价值。