[發明專利]石墨-二氧化鈦復合光催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202011109466.7
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112044423B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 侯靜
• 申請（專利權）人: 攀枝花學院;攀枝花大學科技園發展有限責任公司
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;B01J21/18;B01J37/10;B01J37/34;B01J37/08;C02F1/30;C02F101/30;C02F103/28;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 鄭旭;柯海軍

本發明涉及石墨?二氧化鈦復合光催化劑及其制備方法，屬于光催化劑材料制備的技術領域。石墨?二氧化鈦復合光催化劑及其制備方法的制備方法，按以下步驟進行：a、將石墨粉與溶劑混勻，得石墨粉分散液；b、將二氧化鈦與石墨粉分散液混勻，得石墨?二氧化鈦漿料；c、將石墨?二氧化鈦漿料水熱超聲分散，得到復合光催化劑前驅體；d、將復合光催化劑前驅體進行真空煅燒得到復合光催化劑煅燒料；e、將復合光催化劑煅燒料球磨8～24h，得到所述的石墨?二氧化鈦復合光催化劑。本發明工藝拓寬了光催化劑的光譜響應范圍，提高了光催化活性，在污水處理領域中具有很好地應用前景。

技術領域

本發明涉及石墨-二氧化鈦復合光催化劑及其制備方法，屬于光催化劑材料制備的技術領域。

背景技術

自1972年A.Fujishima和K.Honda在自然光照射下，發現用n型半導體二氧化鈦電極上水的光電催化分解現象以來，二氧化鈦以其化學穩定性高、耐酸堿、無毒等的特點而倍受關注。但是二氧化鈦的禁帶寬度較寬(3.2eV)，對應的最低吸收邊波長為387.5nm，而太陽光譜范圍中低于此波長的部分僅占4％左右，從而限制了二氧化鈦在自然光下的應用。同時，二氧化鈦較高的電子-空穴復合率導致其較低的量子產率和可見光下無光催化活性。

因此，開發出一條能夠提高二氧化鈦光催化活性的方法非常有必要。

在現有技術中，制備石墨和二氧化鈦的復合材料，通常都是以氧化石墨烯為原料和二氧化鈦進行水熱復合，再將氧化石墨烯和二氧化鈦的復合材料進行還原，干燥，得到石墨烯和二氧化鈦的復合材料，比如公開號為CN105561963A的專利。如果直接將石墨和二氧化鈦進行水熱反應，再干燥，得到的石墨和二氧化鈦復合材料，不易復合，有時制備的產物可見黑白色顆粒分離。

發明內容

本發明解決的第一個技術問題是提供一種以石墨和二氧化鈦為原料，制備石墨-二氧化鈦復合材料的方法。本發明的制備方法制得的石墨-二氧化鈦復合材料復合效果好，光催化性能優異。

石墨-二氧化鈦復合光催化劑及其制備方法的制備方法，按以下步驟進行：

a、將石墨粉與溶劑混勻，得到石墨粉分散液；其中，所述溶劑為水或乙醇；

b、將二氧化鈦與石墨粉分散液混勻，得到石墨-二氧化鈦漿料；其中，石墨粉和二氧化鈦的質量比為3～5:100；

c、將石墨-二氧化鈦漿料水熱超聲分散，得到復合光催化劑前驅體；其中，水熱超聲分散的溫度為45℃～85℃，時間為2～8h；

d、將復合光催化劑前驅體進行真空煅燒得到復合光催化劑煅燒料；其中，真空煅燒溫度為350℃～600℃，煅燒時間2～4h；

e、將復合光催化劑煅燒料球磨8～24h，得到所述的石墨-二氧化鈦復合光催化劑。

在一種實施方式中，步驟a中，石墨粉與溶劑的重量比為1:8～20；優選的，溶劑為乙醇；更優選的，所述乙醇的濃度為50％～75％。

在一種實施方式中，步驟b中，石墨粉和二氧化鈦的質量比為3:100。

在一種實施方式中，步驟c中，水熱超聲分散的溫度為55℃～75℃，時間為6～8h；優選的，水熱超聲分散的溫度為55℃，時間為8h。

在一種實施方式中，步驟d中，真空煅燒溫度為350℃～500℃；優選的，真空煅燒溫度為500℃，煅燒時間4h。

在一種實施方式中，步驟e中，球磨時間為20～24h；優選的，球磨時間為24小時。

本發明還提供一種石墨-二氧化鈦復合光催化劑。

石墨-二氧化鈦復合光催化劑，采用所述的石墨-二氧化鈦復合光催化劑的制備方法制備而成。