[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

技術領域

????本發明涉及一種石墨烯/鈦酸鹽納米復合可見光催化劑及其制備方法，特別是指一種用水熱法制備石墨烯/鈦酸鹽納米復合可見光催化劑的方法，屬于納米復合材料和光催化技術領域。?

背景技術

目前世界污染嚴重，我國是世界上染料生產和消費的第一大國，染料及印染廢水污染量大而廣，這些廢水是治理難度較大的工業廢水之一，它具有水量大、色度高、化學成分復雜、難生化降解等特點；近年來利用光催化技術來降解染料廢水成為一個研究熱點，光催化技術具有無毒無害、成本低、高活性、易操作可重復使用等優點，同時該技術能有效地破壞許多結構穩定的生物難降解污染物，與傳統水處理技術相比具有明顯的優勢，光催化技術已成為一種有重要應用前景的環境治理方法,引起了國內外學者的普遍重視。?

????光催化劑是光催化技術重要的組成部分，光催化劑的成分、晶體結構、尺寸以及形貌等因素直接影響光催化效果的好壞；自1972年發現二氧化鈦的光催化作用至今，二氧化鈦光催化劑的制備和性能研究取得了很大進展，但是TiO₂本身存在禁帶寬度較大、可見光利用率低、可見光催化效果不理想、回收困難等問題,?因而設計和制備新型可見光響應的光催化劑具有重要的的研究意義和應用價值。?

研究結果表明，鈣鈦礦型無機鈦酸鹽也具有一定的光催化性能，關于鈣鈦礦型鈦酸鹽的控制合成和光催化性能的研究起步較晚，目前關于該類鈦酸鹽的研究主要集中在其堿土金屬鹽類及鈦酸鉛的合成制備以及光催化性能上；傅希賢等?[天津大學學報,?2001,?34,?229-?231]發現ATiO_3?(A=Ca、Cd、Pb)型復合氧化物的光催化活性與A離子的電負性有密切關系：即隨A位原子序數增加而增加，對ATiO₃的A位進行了部分摻雜改性可使其催化性能得到改善。?Dong等[J.?Phys.?Chem.?C,?2011,?115,?3918-3925]報道了采用MCl_2?(M?=?Ba,?Sr,?Ca,?Mg)為原料通過水熱方法合成不同形貌的MTiO₃(M?=?Ba,?Sr,?Ca,?Mg)的一種通用合成路線。?

由于鈦酸鍶具有優良的介電性、半導性及耐高電壓強度，已成為制備多功能電子陶瓷的重要無機材料；鈦酸鍶具有和二氧化鈦相同的禁帶寬度(3.2eV)，近年來，在光催化、太陽能電池光電極、傳感器等領域引起的廣泛的研究興趣；韓高榮等人[CN101092244A;?J.?Am.?Ceram.?Soc.,?2008,?91,?299-302；J.?Am.?Ceram.?Soc.,?2010,?93,?1297-1305]用水熱法合成鈦酸鍶，并用PVA調控其形貌；Liu等?[J.?Solid?State?Chem.,?2011,?184,?1924–1930]用SrTiO₃/Ag在紫外光下降解甲基橙，光催化性能比SrTiO₃有很大提高。?

鈦酸鋇具有高介電常數，優良的壓電、鐵電和絕緣性能，廣泛用于制作高電容率電容器和各種敏感元件；鈦酸鋇在高于居里點125℃后是立方體鈣鈦礦結構，這種結構具有作為光催化劑的潛力；文獻[Catal.?Today,?1998,?40,?367-376]評價了摻鋰鈦酸鋇作為光催化劑降解苯酚的能力；潘春躍在[中國有色金屬學報,?1995,?5,?51-54]和劉春英等[硅酸鹽通報,?2011,?30,?620-624]中分別用不同原料水熱合成鈦酸鋇。?

胡嗣強等[化工冶金,?1995,?16,?42-46]曾以Ca(OH)_?2和TiO(OH)_?2為前驅物用水熱法制備了鈦酸鈣粉末，但其步驟繁瑣，所得產物粒子大小均一性差；王榮等[電子元件與材料,?2008,?27,?12－14]曾報道了以CaCl₂和TiCl₄為原料一步水熱法合成CaTiO₃粉末，獲得了結晶性和分散性都很好的產物；范莉莉等[無機鹽工業,?2011,?43,?16-18]在此基礎上進一步研究了在PVA存在下，用水熱法制備CaTiO₃粉末的方法，獲得了粒度更小，分散性更好的產物；Zhou等[J.?Am.?Chem.?Soc.,?2010,?132,?14279-14287]以鈦酸四丁酯和硝酸鈣為原料用水熱合成不同形貌的CaTiO₃粉體。?