[发明专利]一种氢化二氧化钛/石墨烯量子点复合材料的制备及应用

摘要

本发明提供了一种氢化二氧化钛/石墨烯量子点复合材料的制备方法，先以异丙醇钛（IV）为钛源，以聚乙烯吡咯烷酮为分散剂，在酸性环境下，将四异丙醇钛（IV）分散于乙二醇中，得到的钛溶液；再将钛溶液在160~165℃下进行溶剂热反应得到黄色花状二氧化钛；黄色二氧化钛通过煅烧得到花状二氧化钛；花状二氧化钛再经氢化处理得到灰色花状二氧化钛，然后将氢化灰色花状二氧化钛和N掺杂石墨烯量子点超声分散在超纯水中，置于高压釜中进行水热反应，得到具有更高的可见光吸收的氢化二氧化钛/石墨烯量子点复合材料，大大提升了复合材料的光催化活性，因而大大提高了复合材料对有机污染物的降解能力。

主权项

1.一种氢化二氧化钛/石墨烯量子点复合材料的制备方法，包括以下工艺步骤：（1）花状二氧化钛的制备：以聚乙烯吡咯烷酮为分散剂，在酸性环境下，将四异丙醇钛分散于乙二醇中，充分搅拌，得到钛溶液；将钛溶液置于不锈钢高压釜中，在160~165℃下反应12~13h；冷却至室温后，过滤反应液，产物用蒸馏水和乙醇洗涤数次，干燥，得到的黄色粉末状二氧化钛；然后将黄色粉末状二氧化钛置于真空管式炉中，在空气气氛下，于550~600℃下退火1.5~2 h，得到白色花状二氧化钛；（2）氢化灰色二氧化钛粉末的制备：将白色花状二氧化钛在管式炉中，氢气氛围下，以升温速率为2~8℃/min升温至450~800℃，退火处理0.5~5h；冷却至室温，得到氢化灰色二氧化钛粉末；（3）N掺杂石墨烯量子点的制备：将柠檬酸和尿素按1:1.1~1:1.2的质量比混合研磨20~25min后，加热至175~180℃，混合粉末熔化并慢慢由白色变成黄色溶液；待溶液冷却至室温后加入超纯水超声1.5~2 h，然后离心，收集上清液，最后将上清液用透析袋透析40~48 h，透析经冷冻干燥，得到棕色粉末状N掺杂石墨烯量子点；（4）二氧化钛/石墨烯量子点复合材料的制备：将氢化灰色二氧化钛和N掺杂石墨烯量子点超声分散在超纯水中，然后置于高压釜中，在115~120 ℃保持5.5~6 h，冷却至室温后，过滤，用超纯水和乙醇洗涤数次，干燥，得到二氧化钛/石墨烯量子点复合材料。