度与初始浓度的比值)，X轴代表时间作图，将所有点连线可得光催化曲线。紫外分光光度计采用岛津公司的shimadzu-UV-Vis-3600紫外可见近红外分光光度计。
[0021]从光催化曲线可知在所有制备的样品中氧化石墨烯掺杂的样品催化活性较无氧化石墨烯的二氧化钛纳米纤维性能优异，究其原因是由于氧化石墨烯特殊的二维平面结构有助于光照下电子-空穴对的产生于分离。并且，随着氧化石墨烯掺杂量的增加所得二氧化钛纳米纤维的光催化活性越高。
[0022]与现有技术相比，本发明的优点在于制备成本低，制备方法过程简单；所制的氧化石墨烯掺杂二氧化钛纳米纤维光催化剂比表面积大，颗粒尺寸较小且由于氧化石墨烯的存在大大提高了在光催化反应中光电转化效率，且具有较高的光催化活性。
【附图说明】
[0023]图1为光催化剂二氧化钛纳米纤维和氧化石墨烯掺杂二氧化钛纳米纤维的XRD图(1#为实施例2，2#为实施例3)。
[0024]图2为经电纺操作后二氧化钛凝胶纤维的SEM图。
[0025]图3为经Hummer法制备所得的氧化石墨烯(氧化石墨烯)的SEM图。
[0026]图4为二氧化钛凝胶纤维经过450°C焙烧后所得二氧化钛纳米纤维光催化剂的SEM 图。
[0027]图5为经氧化石墨烯掺杂二氧化钛纳米纤维光催化剂的SEM图。
[0028]图6为各种样品的光催化性能曲线(1#为实施例2，2#为实施例3，3#为实施例4，4#为实施例5，5#为实施例6)。
【具体实施方式】
[0029]下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)，数均分子量5800，SIGMA-ALDRICH chemicalcooperat1n ;钛酸丁酯,分子量340.36,天津市化学试剂一厂。
[0030]实施例1制备凝胶纤维和氧化石墨烯
[0031]称取1.48mmol的P123溶解于20.0mL无水乙醇中，得A溶液；配制10.0mL无水乙醇与2.0mL浓HCl的混合物，再加入40.0mmol钛酸四丁酯，搅拌均匀，得B溶液；将A、B溶液在室温下混合，然后将混合液转移到250mL的三口烧瓶中，通入N2气，在45°C下老化16h，得到电纺的溶胶。将所得溶胶加入到电纺装置中，电压设置为18kV，极板间距为15cm，针管泵速率为2ml/h，电纺所得的凝胶纤维在收集板上获得。
[0032]将1g石墨、230mL98%浓硫酸混合置于冰浴中，搅拌30min，使其充分混合，称取40gKMn04加入上述混合液继续搅拌Ih后，移入40°C中温水浴中继续搅拌30min ;用蒸馏水将反应液(控制温度在100°C以下)稀释至800?100mL后加适量5%H202，趁热过滤，用5%HC1和蒸馏水充分洗涤至接近中性，最后过滤、洗涤，在60°C下烘干，得到氧化石墨样品。
[0033]实施例2
[0034]将所得的二氧化钛电纺凝胶纤维放入马弗炉中，以2°C /min的升温梯度加热到4500C，保温2h，然后冷却至室温得到二氧化钛纳米纤维。
[0035]实施例3
[0036]取0.1g 二氧化钛纳米纤维，将二氧化钛纳米纤维与氧化石墨烯按照质量比100: 1，加入盛有20ml乙醇的烧杯中，在超声分散器中超声6h，在将烧杯移至50°C恒温水槽中蒸干。
[0037]实施例4
[0038]取0.1g 二氧化钛纳米纤维，将二氧化钛纳米纤维与氧化石墨烯按照质量比20:1，加入盛有20ml乙醇的烧杯中，在超声分散器中超声6h，在将烧杯移至50°C恒温水槽中蒸干。
[0039]实施例5
[0040]取0.1g 二氧化钛纳米纤维，将二氧化钛纳米纤维与氧化石墨烯按照质量比10:1，加入盛有20ml乙醇的烧杯中，在超声分散器中超声6h，在将烧杯移至50°C恒温水槽中蒸干。
[0041]本发明中所述的时间单位“天”系指24小时。以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.光催化剂氧化石墨烯掺杂二氧化钛纳米纤维，其特征在于，比表面积为200?220m2/g，按照下述步骤进行制备:将二氧化钛凝胶纤维按照5°C /min的速度进行升温至600°C，维持炉温3h，然后随炉冷却至室温20— 25°C制得二氧化钛纳米纤维，然后将所述二氧化钛纳米纤维均匀分散在乙醇中，并向其中加入氧化石墨烯，继续分散至少2h，即可制得氧化石墨烯掺杂二氧化钛纳米纤维。
2.根据权利要求1所述的光催化剂氧化石墨烯掺杂二氧化钛纳米纤维，其特征在于，所述二氧化钛纳米纤维和氧化石墨烯的质量比为100:(I—10);选择超声进行分散。
3.根据权利要求1所述的光催化剂氧化石墨烯掺杂二氧化钛纳米纤维，其特征在于，所述氧化石墨烯采用改进的Hummers法进行制备。
4.根据权利要求1所述的光催化剂氧化石墨烯掺杂二氧化钛纳米纤维，其特征在于，所述二氧化钛凝胶纤维采用制备二氧化钛溶胶并进行电纺的方式予以制备。
5.光催化剂氧化石墨烯掺杂二氧化钛纳米纤维的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行制备:将二氧化钛凝胶纤维按照5°C /min的速度进行升温至600°C，维持炉温3h，然后随炉冷却至室温20—25°C制得二氧化钛纳米纤维，然后将所述二氧化钛纳米纤维均匀分散在乙醇中，并向其中加入氧化石墨烯，继续分散至少2h，即可制得氧化石墨烯掺杂二氧化钛纳米纤维。
6.根据权利要求5所述的光催化剂氧化石墨烯掺杂二氧化钛纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述二氧化钛纳米纤维和氧化石墨烯的质量比为100:(1 —10);选择超声进行分散。
7.根据权利要求5所述的光催化剂氧化石墨烯掺杂二氧化钛纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯采用改进的Hummers法进行制备。
8.根据权利要求5所述的光催化剂氧化石墨烯掺杂二氧化钛纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述二氧化钛凝胶纤维采用制备二氧化钛溶胶并进行电纺的方式予以制备。
9.如权利要求1一4之一所述的光催化剂氧化石墨烯掺杂二氧化钛纳米纤维在光降解亚甲基蓝中的应用。
10.依据权利要求5—8之一所述的制备方法制备的光催化剂氧化石墨烯掺杂二氧化钛纳米纤维在光降解亚甲基蓝中的应用。
【专利摘要】本发明公开了光催化剂氧化石墨烯掺杂二氧化钛纳米纤维及其制备方法，将二氧化钛凝胶纤维按照5℃/min的速度进行升温至600℃，维持炉温3h，然后随炉冷却至室温20—25℃制得二氧化钛纳米纤维，然后将所述二氧化钛纳米纤维均匀分散在乙醇中，并向其中加入氧化石墨烯，继续分散至少2h，即可制得氧化石墨烯掺杂二氧化钛纳米纤维。本发明克服已有二氧化钛光催化剂的粉体或者纤维状形貌结构的不足，该催化剂具有优异的光催化性能，适合应用在有机物的光解，污水处理等多方面，且其制备方法过程简单。
【IPC分类】B01J21-18, C02F1-30, B82Y30-00, B01J35-06
【公开号】CN104549201
【申请号】CN201310473878
【发明人】龚彩荣, 席鑫, 范国樑
【申请人】天津大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月11日