[发明专利]一种过渡金属离子、稀土离子镧、钇掺杂改性TiO2石墨烯复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种掺杂改性TiO₂/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述的制备方法为，先通过溶胶－凝胶法，将稀土元素镧、钇，以及过渡金属离子掺杂到TiO₂中，得到掺杂改性TiO₂；再通过水热反应，将掺杂改性TiO₂，负载到氧化石墨烯材料中，得到掺杂改性TiO₂/还原石墨烯复合材料。

2.如权利要求1所述的掺杂改性TiO₂/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述方法的具体步骤为，

（1）将钛酸正丁酯加入无水乙醇中并不断搅拌，得到均匀透明的黄色溶液，再滴加入少量浓硝酸，调节pH值为2-3，滴加完后继续搅拌0.5-2小时，获得均匀透明的黄色溶液，为A液；

（2）将硝酸镧、硝酸钇，配制成混合溶液，为B液；

（3）将上述2个步骤中得到的A液、B液混合，向混合液中加入过渡金属盐，搅拌均匀后，获得均匀透明的溶胶，陈化至溶胶失去流动性得到凝胶；

（4）将步骤（3）中得到的凝胶烘干，将干凝胶研磨成粉末后，置于马弗炉中加热，升温、烧结、随炉冷却，得到掺杂改性TiO₂；

（5）将步骤（4）中得到的掺杂改性TiO₂，置于氧化石墨烯的水溶液中，并加入NaBH₄，搅拌、超声分散均匀，水热反应完全，自然冷却至室温，将反应物过滤、清洗、干燥，得到掺杂改性TiO₂/石墨烯复合材料。

3.如权利要求2所述的掺杂改性TiO₂/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤（1）中，钛酸丁酯与无水乙醇的体积比为1∶4。

4.如权利要求2所述的掺杂改性TiO₂/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，镧离子和钇离子的摩尔比为1：1——3：1。

5.如权利要求2所述的掺杂改性TiO₂/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述的过渡金属盐为Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu金属盐中的一种或其中几种的混合物。

6.如权利要求2所述的掺杂改性TiO₂/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，钛元素、稀土元素、过渡金属元素之间的摩尔比为100：2—5：2—3。

7.如权利要求2所述的掺杂改性TiO₂/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，升温速率为5-10℃/min，于400—600℃烧结1—2小时。

8.如权利要求2所述的掺杂改性TiO₂/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（5）中，掺杂改性TiO₂，与氧化石墨烯的质量比为1—2.5：10。

9.如权利要求2所述的掺杂改性TiO₂/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（5）中，水热反应温度为80-150℃，反应时间为2h—6h。

10.如权利要求2所述的掺杂改性TiO₂/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（5）中，NaBH₄与氧化石墨烯的质量比为0.5—1：4。