[發明專利]一種二氧化鈦-氧化石墨烯的載體光催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201811230605.4
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109433178A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 李海洋;喬瑞平;王亞超
• 申請（專利權）人: 南京稞之朗環保科技有限公司;知合環境（北京）有限責任公司
• 主分類號: B01J21/18
• 分類號: B01J21/18;B01J35/08
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 張函;王春偉

本發明實施例提供了一種二氧化鈦?氧化石墨烯的載體光催化劑及其制備方法，包括載體及覆蓋于載體表面的二氧化鈦?氧化石墨烯復合材料；所述載體的密度小于水。本發明實施例提供的二氧化鈦?氧化石墨烯的載體光催化劑，將二氧化鈦?氧化石墨烯復合材料覆蓋于載體表面，使催化劑易于回收；通過采用本發明的制備方法制備的二氧化鈦?氧化石墨烯的載體光催化劑，所述二氧化鈦?氧化石墨烯復合材料在載體表面分布均勻，因而具有較高的催化性能。

技術領域

本發明涉及光催化技術領域，特別是涉及一種二氧化鈦-氧化石墨烯的載體光催化劑及其制備方法。

背景技術

隨著工業的發展，工業生產排放出的廢水中含有大量成分復雜、濃度較高、難生物降解的物質，給生態環境和人類健康帶來了危害。在涌現出的眾多水處理方法中，光催化技術以其反應條件溫和、可直接利用太陽能等特點受到了環保行業從業者的青睞，成為了廢水處理技術的熱點。二氧化鈦-氧化石墨烯復合材料作為一種光催化材料，具有催化性能好，無污染等特點受到越來越多的重視。然而現有技術生產的二氧化鈦-氧化石墨烯復合材料多為粉末狀態，一般難以回收；而采用現有方法固定于載體上的二氧化鈦-氧化石墨烯復合材料往往分布不均，易團聚，造成催化效率不高。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種二氧化鈦-氧化石墨烯的載體光催化劑，以實現催化劑的高效利用與回收。具體技術方案如下：

本發明第一方面提供了一種二氧化鈦-氧化石墨烯的載體光催化劑，包括載體及覆蓋于載體表面的二氧化鈦-氧化石墨烯復合材料；所述載體的密度小于水。

在本發明第一方面的一些實施方式中，所述載體選自表面經粗糙處理的石英空心球、玻璃空心球、金屬空心球、陶瓷空心球中的至少一種。

本發明第二方面提供了本發明第一方面所述的二氧化鈦-氧化石墨烯的載體光催化劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：將氧化石墨粉末在純水中超聲分散，得到氧化石墨烯懸浮液，所述氧化石墨烯懸浮液中，氧化石墨烯的質量濃度為0.5～1.0g/L；

步驟二：依次將鈦酸四丁酯、冰醋酸、蒸餾水加入無水乙醇中，攪拌60～120分鐘，然后轉移至40～50℃水浴中，繼續攪拌60～80分鐘，得到白色凝膠；

步驟三：將步驟一所得氧化石墨烯懸浮液加入到步驟二所得白色凝膠中，所述氧化石墨烯懸浮液與所述白色凝膠的體積比為1:(5～20)，攪拌24～48小時，獲得二氧化鈦-氧化石墨烯混合液；

步驟四：將載體浸漬在步驟三所得混合液中，浸漬溫度為60～80℃，浸漬時間16～32小時；

步驟五：將步驟四浸漬處理后的載體干燥后，在惰性氣體中，400～450℃焙燒4～8小時，冷卻后即得到二氧化鈦-氧化石墨烯的載體光催化劑。

在本發明第二方面的一些實施方式中，所述氧化石墨粉末通過Hummer法制備，具體步驟如下：

(1)在冰水浴中，向30mL濃硫酸中依次加入1g石墨和0.5g硝酸鈉，攪拌5 分鐘后，加入6g高錳酸鉀，繼續攪拌反應2小時；

(2)加入50mL純水，升溫至98℃，并保持30分鐘；

(3)加入5mL雙氧水終止反應；

(4)趁熱過濾，并用鹽酸和純水清洗過濾物至中性，所得過濾物60℃烘干，即得到氧化石墨粉末。

在本發明第二方面的一些實施方式中，所述超聲分散時間為2～4小時。

在本發明第二方面的一些實施方式中，所述鈦酸四丁酯、冰醋酸、蒸餾水、無水乙醇的體積比為(10～20)：(2～4)：(10～15)：(30～50)。