二氧化钛/石墨烯复合材料的制备方法技术

本申请是关于一种二氧化钛/石墨烯复合材料的制备方法。所述制备方法包括：将氧化石墨烯粉末分散在水中，得到氧化石墨烯分散液；将纳米二氧化钛分散在水中，得到二氧化钛分散液；提供基板；将所述氧化石墨烯分散液及所述二氧化钛分散液涂于所述基板上，并进行干燥，得到复合材料前驱体；采用紫外光线照射所述复合材料前驱体，使所述复合材料前驱体中的氧化石墨烯还原为还原氧化石墨烯，得到二氧化钛/还原氧化石墨烯复合材料。还原氧化石墨烯复合材料。还原氧化石墨烯复合材料。

【技术实现步骤摘要】
二氧化钛/石墨烯复合材料的制备方法


[0001]本申请涉及复合材料
，尤其涉及一种二氧化钛/石墨烯复合材料的制备方法。

技术介绍

[0002]光触媒材料是是一种具有光催化功能的半导体材料的总称，具有代表性的光触媒材料是二氧化钛，它能在光照射下产生强氧化性的羟基自由基，并且可用于分解有机化合物、部分无机化合物、细菌及病毒等。
[0003]由于二氧化钛的光生电子与空穴的复合速率快，导致光触媒材料的光催化效率较低。制备光催化效率较高的光催化材料成为研究的热点。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种二氧化钛/石墨烯复合材料的制备方法。所述制备方法包括：
[0005]将氧化石墨烯粉末分散在水中，得到氧化石墨烯分散液；
[0006]将纳米二氧化钛分散在水中，得到二氧化钛分散液；
[0007]提供基板；
[0008]将所述氧化石墨烯分散液及所述二氧化钛分散液涂于所述基板上，并进行干燥，得到复合材料前驱体；
[0009]采用紫外光线照射所述复合材料前驱体，使所述复合材料前驱体中的氧化石墨烯还原为还原氧化石墨烯，得到二氧化钛/石墨烯复合材料。
[0010]在一个实施例中，所述将所述氧化石墨烯分散液及所述二氧化钛分散液涂于所述基板上，并进行干燥，得到复合材料前驱体，包括：
[0011]将所述二氧化钛分散液涂于所述基板上，并进行干燥，形成第一二氧化钛薄膜；
[0012]将所述氧化石墨烯分散液涂于所述第一二氧化钛薄膜上，并进行干燥，形成第一氧化石墨烯薄膜；
[0013]将所述二氧化钛分散液涂于所述第一氧化石墨烯薄膜上，并进行干燥，形成第二二氧化钛薄膜，得到复合材料前驱体。
[0014]在一个实施例中，所述将所述氧化石墨烯分散液及所述二氧化钛分散液涂于所述基板上，并进行干燥，得到复合材料前驱体，包括：
[0015]将所述氧化石墨烯分散液涂于所述基板上，并进行干燥，形成第二氧化石墨烯薄膜；
[0016]将所述二氧化钛分散液涂于所述第二氧化石墨烯薄膜上，并进行干燥，形成第三二氧化钛薄膜，得到复合材料前驱体。
[0017]在一个实施例中，所述将所述氧化石墨烯分散液及所述二氧化钛分散液涂于所述基板上，并进行干燥，得到复合材料前驱体，包括：
[0018]将所述二氧化钛分散液涂于所述基板上，并进行干燥，形成第四二氧化钛薄膜；
[0019]将所述氧化石墨烯分散液涂于所述第四二氧化钛薄膜上，并进行干燥，形成第三氧化石墨烯薄膜，得到复合材料前驱体。
[0020]在一个实施例中，所述将所述氧化石墨烯分散液及所述二氧化钛分散液涂于所述基板上，并进行干燥，得到复合材料前驱体，包括：
[0021]将所述氧化石墨烯分散液与所述二氧化钛分散液混合，得到混合溶液；
[0022]将所述混合溶液涂于所述基板上，并进行干燥，得到复合材料前驱体。
[0023]在一个实施例中，所述将所述氧化石墨烯分散液及所述二氧化钛分散液涂于所述基板上之前，所述制备方法还包括：在所述基板上形成粘附层；
[0024]所述将所述氧化石墨烯分散液及所述二氧化钛分散液涂于所述基板上，包括：
[0025]将所述氧化石墨烯分散液及所述二氧化钛分散液涂于所述基板上的粘附层上。
[0026]在一个实施例中，所述在所述基板上形成粘附层，包括：
[0027]将粘结性溶液涂于所述基板，并进行干燥，得到所述粘附层；所述粘结性溶液包括无水乙醇和正硅酸乙酯混合液及及分散在所述混合液中的纳米二氧化钛。
[0028]在一个实施例中，所述氧化石墨烯分散液中，氧化石墨烯的质量分数的范围为1％～10％。
[0029]在一个实施例中，所述二氧化钛分散液中，纳米二氧化钛的质量分数的范围为1％～20％。
[0030]在一个实施例中，所述紫外光线的波长范围为220nm～380nm。
[0031]本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0032]本申请实施例提供的二氧化钛/石墨烯复合材料的制备方法，由于氧化石墨烯具有较多的含氧集团，在水中的分散性较好，可避免氧化石墨烯分散液中的氧化石墨烯发生团聚，可使得制备得到的复合材料前驱体中氧化石墨烯的分散性较好；由于进行干燥处理后得到的复合材料前驱体中氧化石墨烯不会发生移动，则在利用紫外线照射复合材料前驱体使氧化石墨烯还原为还原氧化石墨烯后，得到的二氧化钛/石墨烯复合材料中还原氧化石墨烯的分散性较好，有利于二氧化钛与还原氧化石墨烯的结合，解决了因石墨烯分散性不好导致的二氧化钛与还原氧化石墨烯的结合性较差的问题，有助于提升二氧化钛/石墨烯复合材料的光催化效率；二氧化钛产生的光生载流子转移到还原氧化石墨烯表面，降低空穴和电子的复合率，可显著提升光催化效率；并且还原氧化石墨烯具有较大的比表面积和较强的吸附能力，有助于待降解分子吸附在还原氧化石墨烯表面，有助于提升待降解分子的降解；通过采用紫外光线照射复合材料前驱体，利用纳米二氧化钛表面产生的光生电荷的光触化作用，使氧化石墨烯的含氧集团基团还原，氧化石墨烯还原为还原氧化石墨烯，也即是，二氧化钛既作为还原氧化石墨烯的催化材料，同时又是制备二氧化钛/石墨烯复合材料的原料，则在制备过程中不需要使用其他催化材料来催化氧化石墨烯的还原，有助于降低制备方法的复杂度以及制备成本；紫外光线的照射即可使纳米二氧化钛表面产生光生电荷来催化氧化石墨烯还原，操作简单，易于控制。
[0033]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0034]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0035]图1为本申请一示例性实施例提供的二氧化钛/石墨烯复合材料的制备方法的流程图；
[0036]图2是本申请一示例性实施例提供的二氧化钛/石墨烯复合材料与有机物反应的示意图；
[0037]图3是本申请一示例性实施例提供的复合材料前驱体的结构示意图；
[0038]图4是本申请另一示例性实施例提供的复合材料前驱体的结构示意图；
[0039]图5是本申请再一示例性实施例提供的复合材料前驱体的结构示意图；
[0040]图6及图7为是本申请另一示例性实施例提供的二氧化钛/石墨烯复合材料的扫描电镜图；
[0041]图8是纳米二氧化钛与本申请实施例提供的制备方法制备的二氧化钛/石墨烯复合材料的净化效率的对比图；
[0042]图9为本申请实施例提供的制备方法制备的三种二氧化钛/石墨烯复合材料的净化效率的对比图；
[0043]图10为本申请实施例提供的制备方法制备的三种二氧化钛/石墨烯复合材料与其他方法制备的二氧化钛/石墨烯复合材料的净化效率对比图；
[0044]图11为本申请实施例提供的制备方法制备的三种二氧化钛/石墨烯复合材料的净化效率的对比图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化钛/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将氧化石墨烯粉末分散在水中，得到氧化石墨烯分散液；将纳米二氧化钛分散在水中，得到二氧化钛分散液；提供基板；将所述氧化石墨烯分散液及所述二氧化钛分散液涂于所述基板上，并进行干燥，得到复合材料前驱体；采用紫外光线照射所述复合材料前驱体，使所述复合材料前驱体中的氧化石墨烯还原为还原氧化石墨烯，得到二氧化钛/石墨烯复合材料。2.根据权利要求1所述的二氧化钛/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述将所述氧化石墨烯分散液及所述二氧化钛分散液涂于所述基板上，并进行干燥，得到复合材料前驱体，包括：将所述二氧化钛分散液涂于所述基板上，并进行干燥，形成第一二氧化钛薄膜；将所述氧化石墨烯分散液涂于所述第一二氧化钛薄膜上，并进行干燥，形成第一氧化石墨烯薄膜；将所述二氧化钛分散液涂于所述第一氧化石墨烯薄膜上，并进行干燥，形成第二二氧化钛薄膜，得到复合材料前驱体。3.根据权利要求1所述的二氧化钛/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述将所述氧化石墨烯分散液及所述二氧化钛分散液涂于所述基板上，并进行干燥，得到复合材料前驱体，包括：将所述氧化石墨烯分散液涂于所述基板上，并进行干燥，形成第二氧化石墨烯薄膜；将所述二氧化钛分散液涂于所述第二氧化石墨烯薄膜上，并进行干燥，形成第三二氧化钛薄膜，得到复合材料前驱体。4.根据权利要求1所述的二氧化钛/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述将所述氧化石墨烯分散液及所述二氧化钛分散液涂于所述基板上，并进行干燥，得到复合材料前驱体，包括：将所述二氧化钛分散液涂于所述基板上，并进行干燥，形成第四二氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈学锋，马小平，曹德彬，王帮玉，
申请(专利权)人：特灵空调系统中国有限公司，
类型：发明
国别省市：