[發明專利]一種TiO2基石墨烯復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710423967.4
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN108993464A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 陽家盛
• 申請（專利權）人: 桂林市慶通有色金屬工藝材料開發有限公司
• 主分類號: B01J21/18
• 分類號: B01J21/18;C02F1/30
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 周雯

本發明公開了一種TiO2基石墨烯復合材料，其原料的重量份配比為：石墨20?40份，二氧化鈦40?60份，以天然石墨粉為原料，采用改進的Hummers法，制備氧化石墨，再通過超聲剝離制得氧化石墨烯（graphene oxide，GO）。最后經過水熱法制得TiO2?graphene復合材料。該復合材料可實現有效提高催化劑的可見光催化活性，制備工藝簡單，制備周期短。

技術領域

本發明涉及石墨烯復合材料制備領域，具體是一種TiO2基石墨烯復合材料及其制備方法。

背景技術

隨著工業化的不斷發展以及人類對自然資源需求量的擴增，自然資源的循環利用是目前資源節約的一種重要途徑。含染料、有機小分子、有機高分子及抗生素的廢水處理，是當前國內外環境領域的研究熱點。本發明通過對吸附與光催化降解應用過程的研究，開發廉價高效的水污染處理技術。另外，太陽能是最為廉價的自然資源之一，通過研究提高催化劑可見光響應性能，以實現高效利用太陽能資源的宗旨。

發明內容

本發明目的在于提供一種TiO2基石墨烯復合材料及其制備方法，該復合材料可實現有效提高催化劑的可見光催化活性，制備工藝簡單，制備周期短。

實現本發明目的的技術方案是：

一種TiO2基石墨烯復合材料，其原料的重量份配比為：石墨20-40份，二氧化鈦40-60份。

一種TiO2基石墨烯復合材料的制備方法，具體包括如下步驟：

1）以20-40份天然石墨粉為原料，采用改進的Hummers法，制備氧化石墨，再通過超聲剝離制得氧化石墨烯（graphene oxide，GO）；

2）在上述制備的GO懸浮液中，加入40-60份二氧化鈦，攪拌2 h，得到分散均勻的懸浮液。隨后，將混合溶液轉移至聚四氟乙烯內襯的不銹鋼高壓反應釜中，120℃反應 12 h，離心水洗，60℃真空干燥12 h，得到Ti O2-graphene復合材料。

步驟1）中，所述的氧化石墨烯，為中性的氧化石墨烯。

有益效果：本發明提供的一種TiO2基石墨烯復合材料，該復合材料可實現有效提高催化劑的可見光催化活性，制備工藝簡單，制備周期短。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步闡述，但不是對本發明的限定。

1）以天然石墨粉為原料，采用改進的Hummers法，制備氧化石墨，再通

過超聲剝離制得氧化石墨烯（graphene oxide，GO）。具體步驟如下：在 250 m L的三口燒瓶中，加入23 m L濃硫酸，冰浴冷卻，保持溫度不超過5℃。磁力拌下，依次緩慢加入1g的石墨粉、1g的NaNO3 和3g的KMnO4，保持冰浴1h。然后將反應液溫度升至35℃，攪拌繼續反應3 h。然后，向反應液中緩慢加入46mL去離子水，升溫至98℃，反應1 h（6 或 12 h）。然后加入140 m L去離子水和10 m L雙氧水，反應液呈現金黃色懸浮狀。離心沉淀，除去產物中的固體顆粒，用5%的鹽酸和蒸餾水多次洗滌，直至溶液呈中性。最后60℃真空干燥12h，得到氧化石墨在80 m L去離子水和40 m L乙醇的混合溶液中，加入20mg氧化石墨，超聲分散2 h，得到氧化石墨烯懸浮液，然后烘干得到氧化石墨烯（GO）。

2）在上述制備的GO懸浮液中，加入200 mg二氧化鈦，攪拌2 h，得到分散均勻的懸浮液。隨后，將混合溶液轉移至聚四氟乙烯內襯的不銹鋼高壓反應釜中，120℃反應12 h，離心水洗，60℃真空干燥12 h，得到TiO2-graphene復合材料（TGPPC）。