[发明专利]一种三维石墨烯-二氧化钛复合物光催化剂的制备方法

摘要

本发明涉及一种三维石墨烯‑二氧化钛复合物光催化剂的制备方法，通过氧化石墨烯和三氯化钛水热法反应制得三维多孔结构石墨烯‑二氧化铈复合物。本发明三维石墨烯‑二氧化钛复合物具有非常好的光催化性能，在常温、常压和光照下，就能快速将废水中有机污染物，特别是农药等有机污染物降解为H₂O﹑CO₂等无污染物质，并可以多次重复利用，具有持久的光催化活性。此外，本发明三维石墨烯‑二氧化钛复合物还可用作超级电容器、锂离子电池、燃料电池的材料，应用前景广阔。

主权项

一种三维石墨烯‑二氧化钛复合物光催化剂的制备方法，其特征在于：所述的光催化剂由氧化石墨烯与三氯化钛通过水热反应制得，制备步骤如下：（1）氧化石墨烯制备在300‑500mg石墨粉、1.8‑2.0g硝酸钠的混合物中，加入18‑20毫升质量浓度为98%的浓硫酸，在低于5℃的温度下搅拌反应1‑1.5h；其后再在0.5h内缓慢加入2.0‑3.0g高锰酸钾粉末，并在温度小于5℃范围内反应1.5‑2.0h；将上述反应体系升温到35‑40℃，保温1‑1.5h；保温结束后加入40‑50毫升去离子水，再升温到90‑100℃，保温10‑15min；然后将反应产物冷却到室温，加入70‑100毫升去离子水稀释，之后再向其中加入10‑15毫升质量浓度为35%的过氧化氢溶液；反应产物进行过滤，所得滤饼先用300‑400毫升质量浓度为5%的盐酸洗涤三次，然后再用去离子水洗涤三次，最后用透析袋透析处理滤饼两天，之后再在60℃条件下真空干燥24h，经研磨处理得到氧化石墨烯；（2）三维石墨烯‑二氧化钛复合物的制备将步骤(1)制得的氧化石墨烯40‑80mg分散在20‑40毫升去离子水中，经超声处理1‑2h后，加入30‑60mg三氯化钛，搅拌均匀，再将质量浓度为28 %氨水100‑1000微升加入反应混合液中；反应混合液经超声处理后放入聚四氟乙烯衬里的高压釜中，在160‑200℃温度下反应10‑12小时，得到的水凝胶产物经冷冻干燥后，制得三维石墨烯‑二氧化钛复合物光催化剂。