[发明专利]一种光热催化复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种光热催化复合材料，其特征在于，所述复合材料以氮掺杂的石墨烯为载体，包覆硫化铜和氮掺杂二氧化钛形成的CuS/N-TiO₂纳米颗粒作为活性成分。

2.一种光热催化复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：在乙醇中加入氧化石墨烯获得混合均匀的氧化石墨烯溶液，分别加入氮源、铜源和硫源，所述氮源、铜源和硫源的摩尔质量比为(50～300)：(1～10)：(1～10)，配置成混合溶液I，将混合溶液I转移到高压反应釜中，160℃反应12h获得反应后的混合溶液Ⅱ；将混合溶液Ⅱ从高压反应釜中取出，自然降温至室温后，利用高速离心法从混合溶液Ⅱ中分离出沉淀物I，再用提前制备好的乙醇和去离子水溶液反复清洗沉淀物I，反复清洗过的沉淀物记为沉淀物Ⅱ，将沉淀物Ⅱ烘干；将钛酸四正丁酯C₁₆H₃₆O₄Ti和氨水溶液混合，同时加入上述沉淀物Ⅱ，均匀搅拌2h后放入高压反应釜，置在温度为160℃～200℃的条件下，反应12～24h；反应结束后，反应釜冷却至室温，取出混合物离心分离，反复轮流清洗至离心后的上清液为中性，将最终获得的中性上清液样品烘干，得到权利要求1所述光热催化复合材料即氮掺杂石墨烯负载CuS/N-TiO₂。

3.如权利要求2所述的一种光热催化复合材料的制备方法，其特征在于，所述氮源、铜源和硫源分别为尿素、二水合氯化铜和硫脲。

4.如权利要求3所述的一种光热催化复合材料的制备方法，其特征在于，所述氮源、铜源和硫源的摩尔质量比为(75～150):1:1。

5.如权利要求4所述的一种光热催化复合材料的制备方法，其特征在于，所述氮源、铜源和硫源的摩尔质量比为150:1:1。

6.如权利要求2所述的一种光热催化复合材料的制备方法，其特征在于，所述钛酸四正丁酯C₁₆H₃₆O₄Ti和氨水溶液混合，其中钛酸四正丁酯C₁₆H₃₆O₄Ti和氨水体积比为1:8。

7.如权利要求2所述的一种光热催化复合材料的制备方法，其特征在于，所述沉淀物Ⅱ烘干的步骤包括：放置于干燥箱中，将温度调节至60℃，烘干12h。

8.如权利要求2所述的一种光热催化复合材料的制备方法，其特征在于，所述中性上清液样品烘干的步骤包括：置于60℃烘箱烘干12小时。

9.权利要求1所述的光热催化复合材料作为光热催化剂的应用。

10.如权利要求9所述的光热催化复合材料作为光热催化剂的应用，其特征在于，所述光热催化复合材料作为CO₂还原反应的光热催化剂。