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有机染料是纺织与印染行业的必需品，大部分染料具有毒性大、难降解、可生化性差等特点。当染料废水进入环境系统后，会对水质、土壤、动植物和人类生存等造成不同程度的危害和破坏。因此，如何解决染料废水的处理问题日益受到人们的关注与重视。光催化氧化技术作为一种新兴的污染物处理技术，在光照及催化剂的作用下使有机污染物发生氧化还原反应，将有机污染物最终矿化为水和二氧化碳。光催化氧化技术具有反应条件温和，无二次污染等特点，在污水处理领域有着广阔的应用前景。半导体TiO2作为一种常用光催化剂，具有廉价易得、化学稳定性好、无二次污染、反应条件温和等特点，但是也存在对自然太阳光利用率低、光生电子与空穴易于复合、对有机污染物吸附性差且使用过程中难以分离回收等缺陷，从而制约了其在水处理领域中的广泛使用。本文基于石墨烯具有大比表面积、强电子转移能力和Fe3O4具有磁响应的特点，将Fe3O4包裹到TiO2颗粒中得到具有核-壳结构的Fe3O4-TiO2粒子，然后将其负载到石墨烯表面，制备出具有可见光响应、高吸附性和催化活性的磁性Graphene-TiO2复合光催化剂。在此基础上，将其用于处理有机染料废水，研究了复合光催化剂对有机染料废水的降解行为。本论文主要包括以下研究内容: (1)首先采用Hummers氧化法制备出氧化石墨烯，然后经硼氢化钠还原得到石墨烯。在此基础上，利用水热法合成出石墨烯-TiO2(RGO-TiO2)复合光催化剂。通过FT-IR、XRD、SEM、UV-vis/DRS、TGA、等电点测试等分析方法对所制备的RGO-TiO2复合光催化剂进行了表征。 (2)以氙灯为光源，罗丹明B为目标污染物，对RGO-TiO2复合光催化剂催化降解罗丹明B进行了研究。考察了RGO-TiO2复合光催化剂对罗丹明B的吸附性能以及原料RGO-TiO2的质量比、溶液pH值、溶液初始浓度、催化剂用量等因素对催化剂光催化降解效率的影响。结果显示，在最佳制备和降解条件下，RGO-TiO2复合光催化剂对罗丹明B的吸附和光降解效率优于纯TiO2样品。光催化降解反应符合准一级反应动力学方程。此外，该复合光催化剂具有较好的循环使用性。 (3)首先利用酸溶胶法合成出具有磁响应和核-壳结构的Fe3O4-TiO2光催化剂粒子。在此基础上，采用水热法将Fe3O4-TiO2粒子与石墨烯复合，制备出磁性RGO-Fe3O4-TiO2复合光催化剂。通过FT-IR、XRD、TEM、UV-vis/DRS、Ms、TGA等分析测试方法对其进行了表征。 (4)以氙灯为光源，亚甲基蓝为目标污染物，对RGO-Fe3O4-TiO2复合光催化剂催化降解亚甲基蓝进行了研究。考察了RG-O-Fe3O4-TiO2复合光催化剂对亚甲基蓝的吸附性能以及溶液pH值、溶液初始浓度、催化剂用量等因素对催化剂光催化降解效率的影响。结果显示，在最佳制备和降解条件下，RGO-Fe3O4-TiO2复合光催化剂对亚甲基蓝的吸附和光降解效率优于纯TiO2样品。光催化降解反应符合二级反应动力学方程。此外，该复合光催化剂具有较好的循环使用性。