[发明专利]石墨烯-二氧化钛-金属离子复合光催化剂水溶液的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯-二氧化钛-金属离子复合光催化剂水溶液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)氢氧化钛固体的制备；

2)将步骤1)的氢氧化钛固体及去离子水混合后进行超声分散，得到氢氧化钛分散液，然后加入过氧化氢溶液、金属离子及石墨烯进行反应，反应结束后冷却即可获得复合光催化剂水溶液；

其中，所述石墨烯加入到步骤2)反应体系中的终浓度为0.1mg/L～200mg/L，过氧化氢与氢氧化钛固体的摩尔比为1：0.5～1.5，金属离子为化合价为+1至+4金属离子中的任意一种或者多种，所述金属离子选自Ag⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Al³⁺、W³⁺与Ti⁴⁺中的一种或者多种；金属离子与二氧化钛的摩尔比为10^-3～10^-1：1。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)氢氧化钛分散液与过氧化氢溶液、金属离子及石墨烯反应具体为：

先向氢氧化钛分散液中加入石墨烯，再加入过氧化氢溶液反应24～40小时后，然后加入金属离子，待充分溶解后，再将反应液加热至90～150℃，4～20小时后，冷却得到复合光催化剂水溶液。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)氢氧化钛分散液与过氧化氢溶液、金属离子及石墨烯反应具体为：

先向氢氧化钛分散液中加入过氧化氢溶液，反应24～40小时后，依次加入石墨烯与金属离子，待充分溶解后，再将反应液加热至90～150℃，4～20小时后，冷却得到复合光催化剂水溶液。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)氢氧化钛分散液与过氧化氢溶液、金属离子及石墨烯反应具体为：

先向氢氧化钛分散液中加入过氧化氢溶液，反应开始4～20小时内加入石墨烯，氢氧化钛与过氧化氢溶液反应24～40小时后，再将反应液加热至90～150℃，再加入金属离子，待充分溶解后，继续加热，最后冷却得到复合光催化剂水溶液。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)氢氧化钛固体的制备方法具体为：

a、将含钛水溶液经离子交换后，加入碱溶液形成含有氢氧化钛的胶体溶液；

b、在步骤a所得的胶体溶液中加入有机酸，形成均一溶液；有机酸与胶体溶液中的氢氧化钛的摩尔比为0.01～0.2∶1；

c、从步骤b形成的均一溶液中分离出氢氧化钛固体，用去离子水冼至水层的电导率不超过10μS·CM^-2。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述有机酸为酒石酸、苹果酸、乳酸、柠檬酸、乙醇酸、苦杏仁酸、酪酸、甲酸、乙酸、顺丁烯二酸、硼酸、富马酸或丙酸。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯-二氧化钛-金属离子复合光催化剂水溶液的pH值为6.5～7.5。

8.根据权利要求1至4任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯-二氧化钛-金属离子复合光催化剂水溶液中的二氧化钛的粒径大小为5nm～50nm。

9.根据权利要求1至4任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)反应结束后冷却至5～20℃。