[發明專利]一種復合光催化材料的制備方法

在審

• 申請號: 201810692890.5
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN108906131A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 劉菊花;鄧博;陳帥
• 申請（專利權）人: 佛山騰鯉新能源科技有限公司
• 主分類號: B01J31/38
• 分類號: B01J31/38;C01B3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于光催化材料制備技術領域，具體涉及一種復合光催化材料的制備方法。將木質納米纖維素懸浮液加入鈦酸乙酯中，再滴加乙酸、二氧化硅溶膠，得到介孔二氧化鈦，向石墨粉、硝酸鈉中加入硫酸溶液、雙氧水得到負載氧化石墨烯的二氧化鈦，將其超聲分散后加入氫氧化鈉、菠菜稀釋液等得到復合光催化材料，氧化石墨烯提高介孔二氧化鈦的比表面積，使二氧化鈦的光催化效率提高，正硅酸乙酯在二氧化鈦表面包覆一層硅膠，增加了二氧化鈦的分散性，提高了光催化反應速率，通過氯乙酸羧基化氧化石墨烯，產生更強的鍵合力，另外菠菜稀釋液中含有多種抗氧化物質能夠保護氧化石墨烯的三維結構不被破壞，具有廣闊的使用前景。

技術領域

本發明屬于光催化材料制備技術領域，具體涉及一種復合光催化材料的制備方法。

背景技術

近年來頻出的空氣污染，水污染及霧霾天氣，特別是日益嚴重的室內空氣污染，讓人們切實感受到了以化石能源為基礎的現代社會的發展弊端，也刺激了人們對環境凈化和清潔能源技術的需求。在這一社會現狀下，基于太陽能的光催化技術以其能耗低、來源穩定、環境友好等特點越來越受到人們的關注。

光催化技術是一種可以直接將光能轉換為化學能的技術，可以用于降解空氣中或者水中的有機污染物，也可以用于光解水制取氫氣來解決能源問題。近年來，在環保節能領域被廣泛應用。而光催化材料作為光催化技術的基礎，也被廣泛關注。

現有技術中，光催化材料應用最廣泛的是二氧化鈦（TiO₂）。TiO₂是一種重要的半導體光催化材料，它具有光催化降解有機物活性高、化學性質穩定、耐化學和光化學腐蝕以及無毒等特性，因而在污水處理及空氣凈化等方面有著重大的潛在應用價值。然而，由于TiO₂的禁帶寬度較大，它只在紫外區有活性，而紫外光只占太陽光總能量的4%，這就極大地限制了TiO₂在光催化領域的應用。目前通過貴金屬負載、離子摻雜或添加光敏染料等手段，可以改善二氧化鈦的催化性能以及對可見光的響應。

現有技術中至少存在如下問題：現有的可見光光催化材料，光生電子-空穴的復合幾率較高，導致可見光光催化材料的量子效率較低，寬帶隙對太陽能利用率低，最終導致可見光光催化材料的光催化活性較差等，使其應用受到限制。

因此，有必要提供一種制備簡單、穩定性高的光催化材料及其制備方法，以提升光催化材料的光催化活性和實用價值。

發明內容

本發明主要解決的技術問題，針對目前現有的可見光光催化材料，光生電子-空穴的復合幾率較高，導致可見光光催化材料的量子效率較低，由于寬禁帶能隙對太陽能利用率低，最終導致可見光光催化材料的光催化活性較差，使其應用受到限制的缺陷，提供了一種復合光催化材料的制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種復合光催化材料的制備方法，其特征在于具體制備步驟為：

（1）向超聲分散儀中加入40～50mL無水乙醇和2～3g木質納米纖維素，超聲分散，得到纖維素懸浮液，將纖維素懸浮液置于帶有攪拌器的錐形瓶中，用滴液漏斗向錐形瓶中加入18～20mL鈦酸四丁酯，同時啟動攪拌器，以200～300r/min的轉速開始攪拌10～15min得到混合液；

（2）向上述混合液中加入4～5mL乙酸溶液，20～30mL二氧化硅溶膠，攪拌1～2h，得到納米纖維素/二氧化鈦溶膠，靜置陳化，得到干溶膠，將干溶膠馬弗爐中，煅燒后放入研缽中研磨30～35min，過篩得到介孔二氧化鈦；

（3）將0.2～0.3g石墨粉和0.12～0.13g硝酸鈉加入到裝有10～12mL濃硫酸溶液的燒杯中，將燒杯置于冰水浴中，攪拌反應，撤去冰水浴常溫下攪拌反應，向燒杯中加入10～15mL去離子水和20～25mL雙氧水，繼續攪拌反應直至無氣泡產生；