为5h。图5为光催化降解前后的甲基橙溶液的吸光度曲线(A为未经任何处理的甲基橙溶液，B为经过薄膜材料光催化降解5h后的甲基橙溶液)。实验结果表明甲基橙溶液被降解了约49%。
[0035]实施例4
[0036]—种多功能石墨烯薄膜材料的制造方法，包括以下步骤:
[0037](1)制备含有氧化石墨烯与二氧化钛的混合溶液:以水作为溶剂制备浓度为0.00lmg/ml的氧化石墨稀分散液，其中氧化石墨稀的横向尺寸在50nm?lOOnm之间，层数为1层，以水作为溶剂先制备浓度为0.0lmg/ml的二氧化钛分散液，其中二氧化钛为锐钛矿型，晶粒尺寸为5nm?10nm，使用溶液混合法，将氧化石墨稀分散液和二氧化钛分散液混合，使得混合溶液中氧化石墨烯与二氧化钛的质量比为1:9，进一步使用超声处理，促进分散混合，得到含有氧化石墨烯与二氧化钛的混合溶液；
[0038](2)取含有氧化石墨烯与二氧化钛的混合溶液，加入无水乙醇，其中无水乙醇与含有氧化石墨烯与二氧化钛的混合溶液的体积比为1:1，调节溶液的润湿性；
[0039](3)使用喷涂法将步骤(2)中的溶液喷涂成膜，优选地，喷涂基底材料为混凝土m ;
[0040](4)对步骤(3)中的薄膜材料进行紫外光照射还原，得到多功能石墨烯薄膜材料。
[0041]然后可以对制备得到的多功能石墨烯薄膜材料进行性能测试，包括导电性、透光率、应变传感和光催化性能等。其中，导电性通过数字万用变，四探针测试仪等测试；透光率通过紫外-可见分光光度计测试；应变传感性能通过测量薄膜材料的电阻变化率随应变的变化关系表征；光催化性能通过测试薄膜材料对甲基橙、甲基蓝等模拟污染物的降解进行表征。
[0042]上述制造方法制得的多功能石墨稀薄膜材料可在导电、应变传感或光催化降解上应用。
[0043]实施例5
[0044]—种多功能石墨烯薄膜材料的制造方法，包括以下步骤:
[0045](1)制备含有氧化石墨烯与二氧化钛的混合溶液:以水作为溶剂制备浓度为
0.lmg/ml的氧化石墨稀分散液，其中氧化石墨稀的横向尺寸在500nm?700nm，层数为5层，以水作为溶剂先制备浓度为0.lmg/ml的二氧化钛分散液，其中二氧化钛为锐钛矿型，晶粒尺寸为15nm?20nm，使用溶液混合法，将氧化石墨烯分散液和二氧化钛分散液混合，使得混合溶液中氧化石墨烯与二氧化钛的质量比为1:1，进一步使用超声处理，促进分散混合，得到含有氧化石墨烯与二氧化钛的混合溶液；
[0046](2)取含有氧化石墨烯与二氧化钛的混合溶液，加入无水乙醇，其中无水乙醇与含有氧化石墨烯与二氧化钛的混合溶液的体积比为1:5，调节溶液的润湿性；
[0047](3)使用喷涂法将步骤(2)中的溶液喷涂成膜，优选地，喷涂基底材料为钢结构；
[0048](4)对步骤(3)中的薄膜材料进行热还原与紫外光照射还原相结合的方式进行还原处理，得到多功能石墨稀薄膜材料。
[0049]然后可以对制备得到的多功能石墨烯薄膜材料进行性能测试，包括导电性、透光率、应变传感和光催化性能等。其中，导电性通过数字万用变，四探针测试仪等测试；透光率通过紫外-可见分光光度计测试；应变传感性能通过测量薄膜材料的电阻变化率随应变的变化关系表征；光催化性能通过测试薄膜材料对甲基橙、甲基蓝等模拟污染物的降解进行表征。
[0050]上述制造方法制得的多功能石墨稀薄膜材料可在导电、应变传感或光催化降解上应用。
[0051]实施例6
[0052]—种多功能石墨烯薄膜材料的制造方法，包括以下步骤:
[0053](1)制备含有氧化石墨烯与二氧化钛的混合溶液:以水作为溶剂制备浓度为4mg/ml的氧化石墨稀分散液，其中氧化石墨稀的横向尺寸在1 μπι?5 μπι，层数为1?10层，以水作为溶剂先制备浓度为lmg/ml的二氧化钛分散液，其中二氧化钛为锐钛矿型，晶粒尺寸为30nm?35nm，使用溶液混合法，将氧化石墨烯分散液和二氧化钛分散液混合，使得混合溶液中氧化石墨烯与二氧化钛的质量比为9:1，进一步使用超声处理，促进分散混合，得到含有氧化石墨烯与二氧化钛的混合溶液；
[0054](2)取含有氧化石墨烯与二氧化钛的混合溶液，加入无水乙醇，其中无水乙醇与含有氧化石墨烯与二氧化钛的混合溶液的体积比为1:10，调节溶液的润湿性；
[0055](3)使用喷涂法将步骤(2)中的溶液喷涂成膜，优选地，喷涂基底材料为PC板或PE板；
[0056](4)对步骤(3)中的薄膜材料进行还原处理，得到多功能石墨稀薄膜材料，其中，进行还原处理的方式包括紫外光照射还原、热还原、HI酸熏蒸还原、肼蒸汽还原或以上几种还原方式相结合。
[0057]然后可以对制备得到的多功能石墨烯薄膜材料进行性能测试，包括导电性、透光率、应变传感和光催化性能等。其中，导电性通过数字万用变，四探针测试仪等测试；透光率通过紫外-可见分光光度计测试；应变传感性能通过测量薄膜材料的电阻变化率随应变的变化关系表征；光催化性能通过测试薄膜材料对甲基橙、甲基蓝等模拟污染物的降解进行表征。
[0058]上述制造方法制得的多功能石墨稀薄膜材料可在导电、应变传感或光催化降解上应用。
[0059]上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种多功能石墨稀薄膜材料的制造方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)制备含有氧化石墨烯与二氧化钛的混合溶液； (2)取含有氧化石墨烯与二氧化钛的混合溶液，加入无水乙醇，调节溶液的润湿性； (3)使用喷涂法将步骤(2)中的溶液喷涂成膜； (4)对步骤(3)中的薄膜材料进行还原处理，得到多功能石墨稀薄膜材料。2.根据权利要求1所述的一种多功能石墨稀薄膜材料的制造方法，其特征在于，步骤(1)中制备含有氧化石墨烯与二氧化钛的混合溶液的具体步骤为: 先制备氧化石墨烯分散液和二氧化钛分散液，使用溶液混合法，将氧化石墨烯分散液和二氧化钛分散液混合，进一步使用超声处理，促进分散混合，得到含有氧化石墨烯与二氧化钛的混合溶液。3.根据权利要求1或2所述的一种多功能石墨稀薄膜材料的制造方法，其特征在于，步骤⑴中氧化石墨稀的横向尺寸在50nm?5 μπι，层数为1?10层。4.根据权利要求1或2所述的一种多功能石墨稀薄膜材料的制造方法，其特征在于，步骤(1)中二氧化钛为锐钛矿型，晶粒尺寸为5nm?35nm。5.根据权利要求2所述的一种多功能石墨稀薄膜材料的制造方法，其特征在于，所述的氧化石墨稀分散液的浓度为0.001?4mg/ml，所述的二氧化钛分散液的浓度为0.01?lmg/ml，混合溶液中氧化石墨稀与二氧化钛的质量比为1:9?9:1。6.根据权利要求1所述的一种多功能石墨稀薄膜材料的制造方法，其特征在于，步骤(2)中，无水乙醇与含有氧化石墨烯与二氧化钛的混合溶液的体积比为1:1?1:10。7.根据权利要求1所述的一种多功能石墨稀薄膜材料的制造方法，其特征在于，步骤(3)中，喷涂基底材料包括钢化玻璃、混凝土墙、钢结构、橡胶、PC板或PE板。8.根据权利要求1所述的一种多功能石墨稀薄膜材料的制造方法，其特征在于，步骤(4)中，进行还原处理的方式包括紫外光照射还原、热还原、HI酸熏蒸还原、肼蒸汽还原或以上几种还原方式相结合。9.一种采用权利要求1所述的制造方法制得的多功能石墨烯薄膜材料。10.一种如权利要求9所述的多功能石墨稀薄膜材料在导电、应变传感或光催化降解上的应用。
【专利摘要】本发明涉及一种多功能石墨烯薄膜材料及其制造方法与应用。首先制备含有氧化石墨烯与二氧化钛的混合溶液，然后取含有氧化石墨烯与二氧化钛的混合溶液，加入无水乙醇，调节溶液的润湿性，再使用喷涂法将加入无水乙醇的溶液喷涂成膜，最后对薄膜材料进行还原处理，得到多功能石墨烯薄膜材料。与现有技术相比，本发明溶液混合法工艺简单，对设备要求低，利用大规模工业化应用；相比于传统的石墨烯-二氧化钛复合材料，除光催化功能外，本发明的多功能石墨烯薄膜材料还具有应变传感功能。本发明的多功能石墨烯薄膜材料集透明导电、应变传感、光催化等功能于一体，在环境保护、建筑物健康监测等领域具有重大的应用价值。
【IPC分类】B01J21/06, H01B1/04, B01J21/18
【公开号】CN105413669
【申请号】CN201510736504
【发明人】张东, 刘泳
【申请人】同济大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月3日