[发明专利]一种粒径可控的二氧化钛和氧化石墨烯复合物的制备方法

说明书

本发明提供一种粒径可控的二氧化钛和氧化石墨烯复合物及其制备方法，包括如下步骤：1）将钛源、碳源与醇混合；2）将步骤1）得到的混合物在惰性气体气氛下吹干醇；3）将步骤2）得到的产物在含有水蒸气的惰性气体条件下进行水解，再将水解产物灼烧。本发明的制备方法操作简单，可控性强，能制备出粒径分布均匀，二氧化钛和氧化石墨烯复合紧密，粒度大小和形状可控的二氧化钛和氧化石墨烯复合物。

技术领域

本发明属于材料化学领域，具体涉及一种粒径可控的二氧化钛和氧化石墨烯复合物的制备方法。

背景技术

纳米二氧化钛粉体无毒，催化活性高，氧化能力强，耐化学腐蚀性好，是优良的光催化剂、传感器的气敏元件、催化剂载体或吸附剂，也是功能陶瓷、高级涂料的重要原料。制备纳米粒子有如下要求：表面光洁，粒子的形状及粒径、粒度分布可控，粒子不易团聚，易于收集，热稳定性优良，产率高等。

氧化石墨烯是一种有共价键的石墨层间化合物，即层状共价化合物。由于具有多种优异的性能，例如优异的霍尔效应和电学性能较大的比表面积、良好的生物相容性、较强的导热能力和很大的物理强度从而成为目前碳材料研究领域的一个热点,其被广泛应用于锂离子电池、微生物燃料电池、超级电容器、催化剂、传感器识别元件载体及电化学等诸多领域。

目前已有利用液相法制备粒径可控的二氧化钛的实例，粒径范围在5-20nm之间(Ali,Fowziya Shaik,et al.(2017).Photocatalytic degradation of bisphenol A inthe presence of TiO₂nanoparticles:Effect of solvent on size control.Desalination and Water Treatment.)。也有利用溶胶凝胶法和自组装法通过控制水的浓度的方法来控制粒径的研究实例，粒径范围在100nm-300nm之间(Wu,S.,et al.(2016).Monodisperse TiO₂ Spheres with High Charge Density and Their Self-assembly.Chemistry,an Asian journal.)。还有利用原位溶胶凝胶法制备稳定的二氧化钛和氧化石墨烯复合物的研究实例(Naknikham,U.,et al.(2017).

Mutual-stabilization in chemically bonded graphene oxide-TiO₂heterostructures synthesized by a sol-gel approach.Rsc Advances)。目前，制备有效控制粒径的二氧化钛和氧化石墨烯复合物的报道研究很少，而在这些报道里，廉价和有效准确控制粒径的方法更需要进一步研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粒径可控的二氧化钛和氧化石墨烯复合物的制备方法，有效解决了二氧化钛的粒径可控问题，同时解决了氧化石墨烯和二氧化钛复合的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明第一方面提供一种粒径可控的二氧化钛和氧化石墨烯复合物的制备方法，包括如下步骤：

1)将钛源、碳源与醇混合；

2)将步骤1)得到的混合物在惰性气体气氛下吹干醇；

3)将步骤2)得到的产物在含有水蒸气的惰性气体条件下进行水解，再将水解产物灼烧。

优选地，步骤1)中，所述钛源与碳源的质量比为1：0.02-1：0.05，如1：0.02-1：0.025、1：0.025-1：0.03、1：0.03-1：0.04或1：0.04-1：0.05。