[發明專利]一種納米復合光催化材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110199363.2
• 申請日: 2021-02-22
• 公開（公告）號: CN113145091A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 許志
• 申請（專利權）人: 寶峰時尚國際控股有限公司
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;B01J21/18;B01J35/00;B01J35/10;A01N59/16;A01N25/26;A01P1/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 張磊

1.一種納米復合光催化材料，其特征在于：它主要是由大量球狀二氧化鈦顆粒堆疊而成的塊體結構；所述球狀二氧化鈦顆粒包含球狀二氧化鈦以及包覆于球狀二氧化鈦表面的石墨烯包覆層；所述球狀二氧化鈦顆粒相互堆疊時形成大量內外相連的孔洞結構；所述球狀二氧化鈦顆粒相互之間通過石墨烯表面的懸掛鍵鍵合在一起。

2.根據權利要求1所述的一種納米復合光催化材料，其特征在于：所述球狀二氧化鈦顆粒形狀和大小不固定。

3.一種權利要求1或2所述的納米復合光催化材料的制備方法，其特征在于：它的步驟如下，

A.制備硝酸溶液；

B.制備鈦酸丁酯溶液；

C.制備石墨烯分散液；

D.采用經步驟A制得的硝酸溶液與經步驟B制得的鈦酸丁酯溶液制備膠體狀二氧化鈦固體；

E.將經步驟D制得的膠體狀二氧化鈦固體放入油浴鍋中加熱，并加入經步驟C制得的石墨烯分散液，以制備球狀二氧化鈦顆粒；

F.將經步驟E制得的球狀二氧化鈦顆粒進行高溫燒結，以形成塊體結構。

4.根據權利要求3所述的一種納米復合光催化材料的制備方法，其特征在于：所述步驟A的具體方法為，將純水和無水乙醇倒入反應容器中混合攪拌30-60min，再添加硝酸，繼續混合攪拌30-60min。

5.根據權利要求4所述的一種納米復合光催化材料的制備方法，其特征在于：所述純水和無水乙醇的體積比為1：(1-2)；所述硝酸和無水乙醇的體積比為1：(8-10)。

6.根據權利要求3所述的一種納米復合光催化材料的制備方法，其特征在于：所述步驟B的具體方法為，將鈦酸丁酯和無水乙醇混合，持續攪拌30-60min；鈦酸丁酯和無水乙醇的體積比為1：(0.5-1)。

7.根據權利要求3所述的一種納米復合光催化材料的制備方法，其特征在于：所述步驟C的具體方法為，先把無水乙醇放入容器中，再添加石墨烯，然后把容器放入超聲波清洗機中超聲分散30-60min。

8.根據權利要求7所述的一種納米復合光催化材料的制備方法，其特征在于：每100ml無水乙醇中添加0.02-0.03g石墨烯。

9.根據權利要求3所述的一種納米復合光催化材料的制備方法，其特征在于：所述步驟D的具體方法為，把經步驟B制得的鈦酸丁酯溶液緩慢地添加到盛放經步驟A制得的硝酸溶液的反應容器中，添加速率為150-250ml/min，并持續攪拌使混合溶液的顏色由透明色逐漸變成淺藍色，以形成膠體狀二氧化鈦固體。

10.根據權利要求3所述的一種納米復合光催化材料的制備方法，其特征在于：所述步驟F的具體方法為，將球狀二氧化鈦顆粒粉末放入高溫馬弗爐中以410-430℃溫度高溫燒結2-4h，在石墨烯的作用下的，利用石墨烯的懸掛鍵將球狀二氧化鈦顆粒鍵合堆疊在一起，形成具有大量內外相連孔洞結構的塊體結構。

11.根據權利要求3-10任意一項所述的一種納米復合光催化材料的制備方法，其特征在于：所述步驟E的具體方法為，把盛放經步驟D制得的膠體狀二氧化鈦固體的反應容器放入油浴鍋中以100-120℃的溫度加熱，使膠體狀二氧化鈦固體溶解得到乳白色液體，再加入經步驟C制得的石墨烯分散液并通過攪拌器攪拌，使石墨烯均勻的分散到乳白色液體中，持續加熱和攪拌，直到反應容器中的溶液蒸發完全，得到表面包覆一層石墨烯的球狀二氧化鈦顆粒粉末。