文 献 综 述 1 选题背景与意义 以碳原子通过sp2杂化构成的六角蜂巢状的石墨烯，是一种新型的二维材料，具有高强度、高模量、快速的二维电子传导速率、优异的机械延展性和超高稳定性能，这些优异特性，使得它成为一种非常有吸引力的支撑平台，被用来负载功能物质，人们将它广泛应用于光电转换、能源储存、催化以及生物医药等领域#8230;#8230;而气凝胶材料作为世界上最轻的固体材料，具备高比表面积、高孔隙率、低热导率等特性，因此石墨烯气凝胶复合材料将同时具备气凝胶与石墨烯的优异特性。

针对日益严峻的水污染问题，通过采用半导体光催化技术是一种有效的解决办法，因此通过将光催化材料负载于石墨烯气凝胶基体上，从而应用石墨烯气凝胶的高比表面积以及优异的电子传输特性，进一步提高光催化剂的光催化性能。

简述光催化剂负载石墨烯气凝胶复合材料的结构特点、溶胶-凝胶制备工艺和应用前景，对不同类型光催化剂负载石墨烯气凝胶复合材料的制备参数及其性能表征进行研究，同时将其应用于光催化降解有机染料中，这对于利用半导体光催化技术解决日益严重的水污染问题具有很好的借鉴意义和应用前景。

本课题首先利用冷冻干燥法，以抗坏血酸为还原剂，通过自组装法，将不同催化剂负载于石墨烯气凝胶表面，主要探究C3N4、Ag3PO4分别与石墨烯气凝胶组成的二元体系，以及由其组成的三元体系。

然后通过其可见光催化降解实验，获得光催化剂种类、负载量、有机染料种类及浓度、体系PH值等对于该复合材料光催化降解性能的影响。

2 石墨烯气凝胶复合材料 2.1概述 石墨烯气凝胶是在石墨烯的基础上开发的一种新型多孔块体材料，它将气凝胶特殊的三维多孔纳米结构与石墨烯的优异性能结合起来，拓展了石墨烯在吸附、光催化、电化学等领域的应用。

1931年Kistle[10]用硅酸钠当做硅源，在盐酸的催化下，制备了水凝胶，通过溶剂置换和乙醇超临界干燥，制备了SiO2气凝胶。

此后几年他详细的研究了SiO2气凝胶的特性，并制备了许多其它的气凝胶材料，如：Al2O3、WO3等[11]。

但是，这并没有引起其他人的重视，直到60年代，Teichner[12]的研究才使气凝胶的制备有了很大的发展,选用有机物#8212;正硅酸四甲（TMOS）作为二氧化硅的原料制备硅气凝胶、甲醇为溶剂，加人一定量的水和催化剂，使之发生水解和聚合反应，直接生成醇凝胶，因而不需要长时间的溶剂交换，通过醇的超临界干燥便可获得性能良好的气凝胶材料。

TMOS有毒，直到到1986年，Russog R选用正硅酸四乙酯（TEOS）和乙醇替代正硅酸四甲酯和甲醇同样成功的制备出硅气凝胶。