一种Nb3O7F纳米阵列/石墨烯异质结复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种Nb3O7F纳米阵列/石墨烯异质结复合材料的制备方法，包括如下步骤：配置石墨烯水溶液，搅拌后进行超声剥离，使石墨烯形成均匀分散液；向上述分散液中加入氢氟酸，搅拌并辅以超声，使得剥离的石墨烯表面被充分刻蚀，形成碳氟键；称取NbCl5粉末，加入到上述溶液中，搅拌充分后再添加氢氟酸，继续搅拌充分；将上述溶液转移至特氟龙内衬的反应釜中进行水热反应；反应结束后，将产物离心分离，并用去离子水和无水乙醇清洗，在烘箱中干燥；将干燥的产物热处理，以除去有机物，最终得到Nb3O7F纳米阵列/石墨烯异质结复合材料。本发明专利技术过程简单，操作条件易于控制，实现了低温下制备石墨烯基异质结材料。

A preparation method of Nb3O7F nanoarray / graphene heterojunction composite

The invention discloses a Nb3O7F nano array / graphene heterojunction composite material preparation method, which comprises the following steps: the configuration of graphene solution, stirring after ultrasonic stripping, the formation of graphene dispersed liquid; adding hydrofluoric acid to the dispersion, mixing and ultrasound, the graphene surface peeling by fully etching, forming the C-F bond; weigh NbCl5 powder was added into the above solution, stirring after adding hydrofluoric acid, continue to stir fully; the reaction kettle is transferred to Teflon lined the solution for hydrothermal reaction; after the reaction, the product of centrifugal separation, and deionized water and anhydrous ethanol cleaning, drying in the oven; the product dry heat treatment to remove organics, finally Nb3O7F nano array / graphene heterojunction composite materials. The process of the invention is simple, the operating conditions are easy to control, and the preparation of graphene based heterojunction materials at low temperature is realized.

【技术实现步骤摘要】
一种Nb3O7F纳米阵列/石墨烯异质结复合材料的制备方法
本专利技术涉及一种石墨烯基异质结材料的制备方法，具体是一种Nb3O7F纳米阵列/石墨烯异质结材料的制备方法。
技术介绍
近年来，新型半导体光催化材料的快速发展，为降解有机污染物提供了新的选择方式；同时，一些新型半导体光催化材料能突破传统TiO2光催化材料存在的限制，尤其是载流子复合速率高、光谱响应低等问题，从而引起了学者的广泛关注。最近，Nb3O7F因与TiO2的电子结构和能带结构相似，结晶性好、物相单一、化学惰性优异、抗氧化能力强、光催化活性高、载流子复合速率低等优点，被认为是一种很有前途的光催化材料。然而，Nb3O7F在光催化应用中存在电荷传输速率慢、量子效率低以及吸附性能差等缺点，致使其光催化效率得不到进一步提升。因此，寻找一种既能优化Nb3O7F的量子效率，又能增加载流子传输速率和吸附性能的途径，是实现其光催化应用的关键。石墨烯是由单层碳原子组成的二维层状材料，具有优异的导电、导热性能，其较大的比表面积使其具有较强的吸附特性，是一种很好的电子传输材料。石墨烯与半导体材料形成异质结，可优化界面结构，加快半导体的载流子传输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Nb3O7F纳米阵列/石墨烯异质结复合材料的制备方法，其特征是：包括如下步骤：(1)配置石墨烯水溶液，搅拌后进行超声剥离，使石墨烯形成均匀分散液；(2)向上述分散液中加入氢氟酸，搅拌并辅以超声，使得剥离的石墨烯表面被充分刻蚀，形成碳氟键；(3)称取NbCl5粉末，加入到上述溶液中，搅拌充分后再添加氢氟酸，继续搅拌充分；(4)将上述溶液转移至特氟龙内衬的反应釜中进行水热反应；(5)反应结束后，将产物离心分离，并用去离子水和无水乙醇清洗，在烘箱中干燥；(6)将干燥的产物热处理，以除去有机物，最终得到Nb3O7F纳米阵列/石墨烯异质结复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种Nb3O7F纳米阵列/石墨烯异质结复合材料的制备方法，其特征是：包括如下步骤：(1)配置石墨烯水溶液，搅拌后进行超声剥离，使石墨烯形成均匀分散液；(2)向上述分散液中加入氢氟酸，搅拌并辅以超声，使得剥离的石墨烯表面被充分刻蚀，形成碳氟键；(3)称取NbCl5粉末，加入到上述溶液中，搅拌充分后再添加氢氟酸，继续搅拌充分；(4)将上述溶液转移至特氟龙内衬的反应釜中进行水热反应；(5)反应结束后，将产物离心分离，并用去离子水和无水乙醇清洗，在烘箱中干燥；(6)将干燥的产物热处理，以除去有机物，最终得到Nb3O7F纳米阵列/石墨烯异质结复合材料。2.根据权利要求1所述的Nb3O7F纳米阵列/石墨烯异质结复合材料的制备方法，其特征是：所述步骤(1)中，配置石墨烯水溶液所采用的石墨烯为纳米片结构，石墨烯的添加量，是按质量百分比，以Nb3O7F为基准，添加量为0.5～3.0wt.％。3.根据权利要求1所述的Nb3O7F纳米阵列/石墨烯异质结复合材料的制备方法，其特征是：所述步骤(1)中，搅拌时间为1～3h，超声剥离时间为5～10h。4.根据权利要求1所述的Nb3O7F纳米阵列/石墨烯异质结复合材料的制备方法，其特征是：所述步骤(1)中，石墨烯水溶液中添加有表面活性剂，所述表面活性剂为三嵌段表面活性剂，表面活性剂在步骤(4)的反应溶液中的浓度控制在0～40g/L。5.根据权利要求1或4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄飞，李臻，闫爱华，柴夏辉，张敏，彭柏鑫，冯昊，赵辉，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32