[發明專利]一種石墨烯/鈦酸鹽納米復合可見光催化劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201210028416.5
• 申請日: 2012-02-09
• 公開（公告）號: CN102847529A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 張蓉仙;楊小飛;李揚;高慶俠;嚴學華;夏嫻嫻;劉恒
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01J23/02
• 分類號: B01J23/02;B01J35/10
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種石墨烯/鈦酸鹽納米復合可見光催化劑，其特征在于：所述納米復合可見光催化劑由石墨烯和鈦酸鹽復合而成，所述鈦酸鹽為鈦酸鍶、鈦酸鋇或鈦酸鈣，其中鈦酸鍶為球狀；鈦酸鋇為表面光滑但表面有孔洞的球形，鈦酸鈣為四方的納米空心管；所述納米復合光催化劑在波長為400-800nm的可見光區均有強吸收；鈦酸鹽為鈦酸鍶時，400-800nm的可見光區內吸光度為0.2~0.33；鈦酸鹽為鈦酸鋇時，400-800nm的可見光區內吸光度為0.28~0.43；鈦酸鹽為鈦酸鈣時，400-800nm的可見光區內吸光度為0.34~0.78；所述納米復合光催化劑在可見光激發下對羅丹明B都具有良好的光催化降解效果，光照3小時后，鈦酸鹽為鈦酸鍶時、鈦酸鹽為鈦酸鋇時、鈦酸鹽為鈦酸鈣時對羅丹明B的降解率分別達到68%、75%和80%。

2.如權利要求1所述的一種石墨烯/鈦酸鹽納米復合可見光催化劑，其特征在于：所述的納米復合可見光催化劑由石墨烯和鈦酸鹽復合而成指：鈦酸鹽為鈦酸鍶時，球狀鈦酸鍶被石墨烯片層所包裹；鈦酸鹽為鈦酸鈣時，四方納米空心管狀的鈦酸鈣沉積在石墨烯片上；鈦酸鹽為鈦酸鋇時，表面光滑但有孔洞的球形鈦酸鋇顆粒被石墨烯所覆蓋。

3.如權利要求1所述的一種石墨烯/鈦酸鹽納米復合可見光催化劑的制備方法，包括以下步驟：

將鈦酸四丁酯溶于無水乙醇，調節溶液中的Ti⁴⁺離子濃度為0.5?mol/L，攪拌狀態下，加入氨水溶液，過濾，洗滌，得到鈦的羥基氧化物沉淀A；

將氧化石墨烯分散于去離子水中超聲3-5小時得到氧化石墨烯溶液，濃度為1~10?mg/mL；

將硝酸鹽和氫氧化鉀分別溶于去離子水中形成水溶液，配制濃度為3?mol/L的硝酸鹽溶液和濃度為5?mol/L的氫氧化鉀溶液；

在氧化石墨烯溶液中加入硝酸鹽水溶液攪拌8-12小時，得到溶液B；將沉淀A和溶液B混合后攪拌均勻，再緩慢加入氫氧化鉀水溶液并攪拌均勻，隨后將其轉入反應釜內膽中，用去離子水調節反應釜內膽中的反應物料體積達到反應釜內膽容積的75?%，反應釜內膽溶液中氧化石墨烯的濃度為0.27-6.7?g/L；其中鈦的羥基氧化物的摩爾體積分數為0.1?mol/L；硝酸鹽的摩爾體積分數為0.3?mol/L；氫氧化鉀的摩爾體積分數為0.5?mol/L；

將步驟4）配置有反應物料的反應釜內膽置于不銹鋼外套中，密封，在120?℃-200?℃下保溫4-10小時進行水熱處理，然后讓反應釜自然冷卻到室溫，卸釜后，離心，用0.5?wt%的稀硝酸和去離子水反復洗滌反應產物，過濾真空干燥。

4.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，硝酸鹽為硝酸鍶、硝酸鈣或硝酸鋇，鈦酸鹽為鈦酸鍶、鈦酸鈣或鈦酸鋇。