二十一世纪以来，人类的工业文明得到了迅速地发展，解决由此引发的能源危机和环境污染问题迫在眉睫。因此，控制污染，保护环境已引起了各国的重视，有效地控制和治理各种污染对构成人类生存最基本的水资源、土壤和大气环境的破坏成为环境综合治理中的重点，开发能把各种化学污染无害化的使用技术是环境保护的关键[2]。多年来科学家们发出呼吁，要努力寻找和开发新能源，以取代煤、石油和天然气。占地球总能量99以上的太阳能作为一种可再生资源，具有其它能源所不可比拟的优点：取之不尽、用之不竭、其应用不会对环境构成任何污染、不受地理条件限制等。因此，开发和利用太阳能是解决世界范围内能源危机和环境污染问题的一条重要途径。光催化氧化技术是一种新型的环境治理技术，被称作是“绿色技术”和“环境友好技术”。在常温常压下能利用紫外光或直接利用太阳光，驱动氧化-还原反应来处理有毒有害物质，改善环境，达到资源利用生态化的目的，被认为是一种极具前途的环境污染深度净化技术。62015

1972年，Fujishima和Honda[1]在Nature上发表了关于光照TiO2单晶电极分解水并产生氢气的文章后，光催化氧化技术得到了迅速发展。在S.N.Frank等人利用这种技术催化降解水中污染物并取得了满意的结果后，光催化氧化的研究工作逐渐推广到金属离子及其他的有机物和无机物的光降解上，尤其在有机物催化降解方面开展了大量的研究工作。从此，半导体光催化氧化反应引起了人们浓厚的兴趣，并取得了广泛而深入的进展。到1997年，Goswami在其文章中列出了300多种可被光催化降解的有机化合物。

层状结构的光催化剂因其独特的结构及物理化学性质，在用作铁电、压电、发光材料等方面有着广泛的用途。与以TiO2为代表的体相型光催化剂相比，其突出的特点是能利用层状空间作为合适的反应点以抑制逆反应，提高反应速率。

近年来，许多铌酸盐化合物在非均相催化剂方面展现出了其独特的优越性，特别是在用于环境污染的治理和绿色能源方面。，具有层状结构的K4Nb6O17 是制备铌酸钾纳米片、铌酸钾纳米管的理想前躯体。铌酸钾纳米管是一维纳米结构的管状半导体材料，具有比表面积大、电子传递能力强、光生电子和空穴易于分离等特点，在光催化方面具有一定的优势。通过改变其组成和结构，可以改变其吸光性能和催化活性，是一种潜在的新型光催化剂。

石墨烯的性质和制备方法

1 石墨烯的结构和性质

石墨烯是自2004年以来，发现的新型电子材料。石墨烯是由sp2杂化碳原子形成的厚度仅为单层原子的排列成蜂窝状六角平面晶体。在单层石墨烯中，碳碳键长为0.142 nm，厚度只有0.334 nm。石墨烯是构成下列碳同素异形体的基本单元；例如：石墨，论文网碳纳米管和富勒烯。石墨烯被认为是平面多环芳香烃原子晶体。石墨烯在电子和光电器件领域有着重要和广阔的应用前景，正因为如此，石墨烯和两位发现者获得了2010年的诺贝尔物理学奖。

石墨烯是一种没有能隙的半导体，具有比硅高100倍的载流子迁移率，在温室下具有微米级自由程和大的相干长度，因此石墨烯是纳米电路的理想材料，石墨烯具有良好的导热性[3000 W/(m k)]、高强度(110 GPa）和超大的比表面积（2630 mZ/g)。这些优异的性能是的石墨烯在纳米电子器件、气体传感器、能量存储及复合材料等领域有光明的应用前景。

2 石墨烯的制备方法

目前石墨烯的制备方法主要有氧化石墨还原法、化学气相沉积法、外延生长法、电化学方法等。实验室大多采用氧化石墨还原法制备石墨烯，本次实验也采用这种方法。