低温制备具有高可见光活性的氧化石墨烯/二氧化钛复合材料的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种低温制备具有高可见光活性的氧化石墨烯/二氧化钛复合材料的工艺，其目的在于解决纳米二氧化钛光催化氧化技术工业化应用过程中可见光利用率低和易失活的问题。本发明专利技术利用氧化石墨烯含氧基团随氧化程度不同的化学掺杂差异性和氧化程度对氧化石墨烯禁带宽度的可调性，在低温制备氧化石墨烯/二氧化钛复合材料。本发明专利技术整个合成过程工艺简单，操作方便，成本低廉，对环境友好；制备的氧化石墨烯/二氧化钛复合材料具有高的可见光催化降解活性，降解有机污染物能力远高于目前市售的光催化剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光催化材料制备领域，具体是一种低温制备具有高可见光活性的氧化石墨烯/二氧化钛复合材料的工艺。
技术介绍
随着环境污染及能源危机的加剧，纳米二氧化钛(TiO2)光催化氧化技术已广泛应用于环境、能源等各个领域。在TiO2光催化降解有机污染物过程中，TiO2光催化剂被紫外光激发后将产生电子和空穴的分离，但其中绝大部分的光生电子和空穴在迁移至催化剂表面前都重新复合，导致TiO2光催化效率降低。为了在光催化剂表面有效地转移电荷，必须减缓或者消除光生电子-空穴的复合。另一方面，锐钛矿型TiO2是宽禁带半导体(Eg=3.2eV)，只能响应短波长的紫外光部分(λ <387 nm，约占太阳能的5%)，而太阳光谱中占绝大多数的可见光部分(能量约占45%)未能被有效利用，研制可见光响应的半导体光催化剂，将使通过化学方式有效转化太阳能成为可能。通过掺杂制备TiO2复合材料，可在一定程度上解决上述两个问题，但掺杂元素的种类、含量、制备方法等均会对光催化活性和太阳能利用率产生不同的影响。作为一种新型的碳纳米材料，石墨烯(Graphene)因其室温下高的电子迁移率(20000 cm2.V-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温制备具有高可见光活性的氧化石墨烯/二氧化钛复合材料的工艺，其特征在于，包括如下步骤：（1）按钛的前驱体与氧化石墨的质量比为1:0.01~0.25、钛的前驱体与去离子水的体积比为1:1~15、钛的前驱体与醇的体积比为1:0.1~2，分别称/量取钛的前驱体、氧化石墨、去离子水和醇；（2）将步骤（1）中称取的氧化石墨分散于步骤（1）中量取的去离子水中，超声剥离处理30~60?min，得到氧化石墨烯水分散液；（3）向氧化石墨烯水分散液中滴加酸，调节其pH值至1~4，得到溶液A；?（4）将步骤（1）中称取的钛的前驱体溶解于步骤（1）中量取的醇中，搅拌均匀得到溶液B；?（5）在搅拌状态下，将溶液B...

【技术特征摘要】
1.一种低温制备具有高可见光活性的氧化石墨烯/ 二氧化钛复合材料的工艺，其特征在于，包括如下步骤: (1)按钛的前驱体与氧化石墨的质量比为1:0.0Γ0.25、钛的前驱体与去离子水的体积比为1: f 15、钛的前驱体与醇的体积比为1:0.f 2，分别称/量取钛的前驱体、氧化石墨、去离子水和醇； (2)将步骤(I)中称取的氧化石墨分散于步骤(I)中量取的去离子水中，超声剥离处理30^60 min,得到氧化石墨烯水分散液； (3)向氧化石墨烯水分散液中滴加酸，调节其pH值至广4，得到溶液A; (4)将步骤(I)中称取的钛的前驱体溶解于步骤(I)中量取的醇中，搅拌均匀得到溶液B ； (5)在搅拌状态下，将溶液B以0.5^3 mL/min的速度全部滴加至溶液A中，之后对混合溶液进行加热，使其在4(Γ100 ° C下反应2Γ72 h，最后得到氧化石墨烯/ 二氧化钛溶液； (6)将步骤(5)中得到的氧化石墨烯/二氧化钛溶液进行离心洗涤，离心洗涤完毕后倒掉上清液，并将沉淀物于25飞O ° C的真空环境中干燥6 48 h，最后将干燥后的产物研磨即得到了氧化石墨烯/二氧化钛复合材料。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：荆洁颖，冯杰，李文英，于伟泳，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：