[發明專利]一種抗靜電的還原氧化石墨烯-TiO2光催化復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201210380952.1
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN102861564A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 賴奇;鄒敏
• 申請（專利權）人: 攀枝花學院
• 主分類號: B01J21/18
• 分類號: B01J21/18;B01J35/00;C02F1/32
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所 51124
• 代理人: 梁鑫;高蕓

技術領域

本發明涉及化工領域，具體涉及一種抗靜電的還原氧化石墨烯-TiO₂光催化復合材料的制備方法。

背景技術

作為一種應用最為廣泛的光催化劑材料，TiO₂在環境污染治理和太陽能利用等方面扮演了重要角色。目前，在TiO₂的制備等方面已經有了很大的突破，但由于其禁帶寬度為3.2eV（銳鈦礦，Anatase）,只能吸收波長小于387nm的紫外光，光催化效率很低。

工業鈦液生產的鈦白粉雖然有一定光催化性能，但催化性能不高，更重要的是，鈦白粉在作為涂料進行應用時，因缺乏導電能力而無法進行抗靜電方面的應用。石墨烯（氧化石墨烯或還原氧化石墨烯）是優秀的半導體薄膜材料，過去的實驗表明，采用石墨添加劑雖可提高導電能力，但石墨與鈦白粉的互溶性太差，導致涂層導電能力不均勻，且外觀著色不均。

為了充分TiO₂的光催化特性同時兼顧一定的抗靜電性能，發明一種方法使TiO₂能有一定導電性能同時不能喪失二氧化鈦的性能成為研究的重點。還原氧化石墨烯兼具提升二氧化鈦的光催化性能，同時有較好的導電性。研究還原氧化石墨烯表面進行二氧化鈦的負載，從而制備還原氧化石墨烯負載TiO₂的抗靜電光催化材料成為研究重點。

現有技術中制備石墨烯-TiO₂復合材料的方法主要是基于氧化石墨烯與二氧化鈦的物理混合。其混合物不均勻極大。同時TiO₂無法與石墨烯充分接觸。這一方面導致石墨烯-TiO₂復合材料無法充分發揮其功能，另一方面，要大量耗費石墨烯資源。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有工業鈦液生產的鈦白粉涂料導電能力不均勻，不能抗靜電。

本發明解決技術問題的技術方案是提供了一種抗靜電的還原氧化石墨烯-TiO₂光催化復合材料的制備方法。

本發明提供的一種抗靜電的還原氧化石墨烯-TiO₂光催化復合材料的制備方法，包括以下步驟：

a、制備還原氧化石墨烯溶液；

b、將加熱到70～95℃的鈦液在15～30min內滴加到已加熱至沸騰的還原氧化石墨烯溶液中，保持沸騰50～70min；然后停止加熱并攪拌20～40min；再次加熱到沸騰，補加稀釋水至起始反應體積；反應后過濾出固體，固體再水洗到洗液至中性，將固體干燥，在350～450℃焙燒2～5h；將上述固體取出于干燥瓶中冷卻，得到還原氧化石墨烯-TiO₂光催化復合材料；所述還原氧化石墨烯的質量為工業鈦液中總鈦量的1%～4%。

其中，上述一種抗靜電的還原氧化石墨烯-TiO₂光催化復合材料的制備方法的步驟a中，所述的制備還原氧化石墨烯溶液的過程中，在氧化石墨烯溶液中加入水合肼或氫氧化四丁基胺作為還原劑，加熱到沸騰，回流反應4～12h，得到還原氧化石墨烯溶液；所述的還原劑的質量為氧化石墨烯質量的20～50倍。

其中，上述方法的步驟b中，所述的工業鈦液為硫酸法生產鈦白粉的過程中，鈦礦被硫酸浸取后的液體，工業鈦液中的總鈦為180～230g/L。

我國工業生產鈦白粉的主要方法是硫酸法。其生產過程中由鈦礦硫酸浸取后的液體即為工業鈦液，其中主要含有硫酸氧鈦，其中鈦主要以Ti⁴⁺和Ti³⁺形式存在。現有的鈦白粉的生產是由工業鈦液直接水解生產的。采用工業鈦液為原料進行抗靜電光催化劑的生產，具備原料來源豐富，容易獲得的優點。

本發明通過化學方法，使二氧化鈦生長于石墨烯表面，具有良好的穩定性，既提高二氧化鈦的光催化性能，同時又使新復合材料具備較高的電導能力，可作為抗靜電自清潔材料，有不錯的應用性能。

用本發明提供的方法制備得到的抗靜電的還原氧化石墨烯-TiO₂光催化復合材料，在具有優良光催化性能同時，具備抗靜電性能的優點。本發明提供的方法具有原料來源豐富，操作方法簡單等優點。

附圖說明

圖1本發明提供的還原氧化石墨烯-TiO₂光催化復合材料掃描電鏡圖。

具體實施方式

本發明提供的一種抗靜電的還原氧化石墨烯-TiO₂光催化復合材料的制備方法，包括以下步驟：