一种石墨烯基复合可见光催化材料的制备方法
【专利摘要】本发明涉及光催化材料，特指一种石墨烯基复合可见光催化材料的制备方法。步骤如下：将氧化石墨烯溶于水中，超声得到氧化石墨烯分散液；将硝酸银溶液在搅拌的条件下滴加到氧化石墨烯分散液中，搅拌一段时间，得到混合前驱体溶液A；将配置好的二氧化钛溶液缓慢滴加到上述混合前驱体溶液A中，得到混合溶液B；将配制好的磷酸盐溶液缓慢滴加到上述混合溶液B中，继续搅拌一段时间后转入水热反应釜中，一定温度下水热反应，冷却至室温后；产物离心、洗涤、真空干燥后得到所述复合材料。本发明的优点在于制备工艺简单、所需原料充足和产物性能优越，在可见光激发下作用下对有机染料罗丹明B表现出超强的降解活性。
【专利说明】一种石墨烯基复合可见光催化材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光催化材料，特指一种石墨烯基复合可见光催化材料的制备方法，特别是指一种用水热法制备微纳结构石墨烯基三体系复合可见光催化材料的方法，属于复合材料、光催化技术和水污染治理领域。
【背景技术】
[0002]众所周知，二氧化钛作为半导体光催化材料获得了广泛的关注，但是，二氧化钛光吸收范围较窄(仅限于紫外光区)、量子效率较低，特别是其可见光响应程度低导致其在可见光照射下光催化活性有限；研究表明，具有高比例且形貌可控的{001}面二氧化钛纳米片在紫外光照射下表现出优异的光催化性能。
[0003]磷酸银作为一种新型的光催化材料，在可见光激发下，具有分散的能带结构，禁带宽度相对较窄，使得光生载流子的复合速率大大降低，量子效率得到很大提高，从而表现出优异的可见光光催化活性；但是，制备磷酸银使用了含银的化合物使得制备成本偏高，另外制备出的磷酸银材料的尺寸都偏大且形貌难以控制，而且磷酸银材料的化学稳定性较差。
[0004]石墨烯是碳材料的有一种同素异形体，是一种良好的载体材料，在其上面负载纳米颗粒可以得到很好的分散性；更为重要的是，石墨烯还是一种电子受体材料，将石墨烯与二氧化钛复合，在两种材料的界面，二氧化钛导带上的光激发电子会转移到石墨烯的能带上，从而大大降低了电子-空穴对的复合率，是二氧化钛具有更高的催化活性，由于能带的调整，石墨烯还能发挥光敏剂的作用，是二氧化钛的光吸收范围扩大到可见光区，有效提高了对太阳能的利用率。
[0005]石墨烯与二氧化钛复合所制备的复合光催化剂已经表现出了优异的性能，研究人员又通过水热法合成了石墨烯/磷酸银/ 二氧化钛复合光催化材料，利用这种方法得到了比表面积大、热稳定性高的双功能的可见光光催化材料，而且这种材料还具有较强的光催化活性和较好的降解有机污染物的性能；但是，这种方法是在分散均匀的硝酸银溶液中直接滴加磷酸氢二钠，反应迅速生成磷酸银黄色沉淀，并与氧化石墨烯和二氧化钛进行复合的，由于反应的速度过快会导致磷酸银颗粒大面积的聚集，从而生成颗粒较大的球形磷酸银结构，而且，这种材料的结构并不可控，形貌并不规则，在一定程度上会影响材料的光催化性能和降解有机污染物的能力；目前以二氧化钛纳米片、硝酸银、磷酸盐和氧化石墨烯为原料，利用控制磷酸银与二氧化钛纳米片之间的协同效应提高复合材料的光催化活性，通过水热法制备具有微纳结构三体系复合可见光催化材料，并将其应用于光催化降解有机污染物未见报道。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种流程简单、环境友好、成本低廉制备的微纳结构复合可见光催化材料的方法，制备的复合光催化材料具有广泛的可见光响应特性和优异的可见光光催化降解污染物性能。[0007]实现本发明所采用的技术方案为:以氧化石墨烯为前体材料，通过水热法将二氧化钛纳米片和磷酸银颗粒均匀地复合在石墨烯基体上，其具体制备方法步骤如下:
(1)将氧化石墨烯溶于去离子水中，超声分散均匀得到浓度为0.06-0.6 ￥丨％的氧化石墨烯分散液；
(2)将硝酸银溶解到去离子水中，得到硝酸银溶液；搅拌条件下将硝酸银溶液加入到上述氧化石墨烯分散液中，搅拌6-12h，得到混合前驱体溶液A，混合溶液中硝酸银的浓度为 0.15 mol/L ；
(3)将二氧化钛纳米片溶于去离子水中超声分散，得到二氧化钛分散液；搅拌条件下滴加到上述混合前驱体溶液A中，得到混合溶液B，混合溶液B中二氧化钛的浓度为
0.48—1.8 wt% ；
(4)将磷酸盐溶于去离子水中，得到浓度为0.15 mol/L的磷酸盐溶液；
(5)搅拌条件下，将步骤(4)制备的磷酸盐溶液逐滴加入步骤(3)所制备的混合溶液B中，反应体系出现灰绿色浑浊，磷酸盐溶液与混合溶液B的体积比为1: 4，滴加完毕后得到的混合溶液继续搅拌30-60 min后转移到聚四氟乙烯内胆中，并将内胆密封到不锈钢水热反应釜中，160-200° C条件下反应20-30 h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，所得到的产物离心分离后用去离子水和无水乙醇分别洗涤后真空干燥。
[0008]步骤3中所述的磷酸盐为磷酸氢二钠、磷酸二氢钠或磷酸钠。
[0009]所述二氧化钛纳米片制备步骤如下:
(1)将氢氟酸加入去离子水中， 得到氢氟酸溶液，溶液中氢氟酸的质量比例为50%；
(2)在磁力搅拌条件下，将钛酸四丁酯逐滴缓慢加入步骤(1)所制备的氢氟酸溶液中，反应体系中出现白色浑浊，钛酸四丁酯和氢氟酸溶液的体积比为5:8 ；
(3)滴加完毕后混合溶液继续搅拌均匀后转移到聚四氟乙烯内胆中，并将内胆密封到不锈钢水热反应釜中，180 ° C条件下反应24 h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，所得到的产物离心分离后用去离子水和无水乙醇分别洗涤后真空干燥。
[0010]本发明与现有的技术相比具有以下优点:
a) 二氧化钛与磷酸银具有相匹配的能带结构，它们复合形成异质结半导体材料可以促进激励产生的电子-空穴对的分离，还能提高材料的循环稳定性。
[0011]b)所制得的光催化材料有更宽的可见光响应范围和高效的光能利用率。
[0012]c)石墨烯大的比表面积和高的导电性使复合光催化材料具有良好的分散性、吸附性和电子-空穴对低复合性，使材料在可见光作用下具有高效的催化氧化能力。
[0013]d)制备的工艺简单、成本低廉、节能环保并且材料的性能优越。
[0014]e) 二氧化钛纳米片比二氧化钛颗粒具有更好的可见光吸收效果，用于复合材料中能够提高复合材料对可见光的响应，从而使得复合材料的可见光光催化效果提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为所制备的二氧化钛纳米片材料的扫面电镜图，图中可见大量薄的片状二氧化钛材料；所得到的二氧化钛纳米片的尺寸在50-70 nm之间；
图2中二氧化钛纳米片材料的高分辨透射电镜图显示，所得到的二氧化钛纳米片的厚度在4-5 nm之间； 图3为微纳结构复合可见光催化材料的扫描电子显微镜图；
图4为微纳结构复合可见光催化材料的X射线衍射图谱；
图5为微纳结构复合可见光催化材料的紫外可见漫反射光谱图；
图6为微纳结构复合可见光催化材料对罗丹明B的可见光光催化降解曲线图。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合具体实施例进一步阐明本发明的内容，但这些实施例并不限制本发明的保护范围。
[0017]实施例1
将20 mg氧化石墨烯分散于30 ml去离子水中超声5小时得到氧化石墨烯分散液，称取0.1529 g硝酸银溶于20 ml去离子水中，得到硝酸银溶液，磁力搅拌器搅拌下将上述硝酸银溶液逐滴加入到氧化石墨烯分散液中，搅拌12小时，形成混合前驱体溶液A，将300 mg二氧化钛纳米片溶于30 ml去离子水中超声分散30 min，得到二氧化钛分散液，在磁力搅拌器搅拌的条件下滴加到上述合前驱体溶液A中，得到混合溶液B ;称取0.426 g磷酸氢二钠固体溶于20 ml去离子水中，得到磷酸氢二钠溶液，磁力搅拌器搅拌下将配好的磷酸氢二钠溶液逐滴加到混合溶液B中，反应体系出现灰绿色浑浊，滴加完毕后混合溶液继续搅拌30分钟后转移到聚四氟乙烯内胆中，并将内胆密封到不锈钢水热反应釜中，180 ° C条件下反应24 h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，所得到的产物离心分离后用去离子水和无水乙醇分别洗涤后真空干燥。
[0018]实施例2
将50 mg氧化石墨烯分散于30 ml去离子水中超声5小时得到氧化石墨烯分散液，称取0.1529 g硝酸银溶于20 ml去离子水中，得到硝酸银溶液，磁力搅拌器搅拌下将上述硝酸银溶液逐滴加入到氧化石墨烯分散液中，搅拌12小时，形成混合前驱体溶液A，将240 mg二氧化钛纳米片溶于30 ml去离子水中超声分散30min，得到二氧化钛分散液，在磁力搅拌器搅拌的条件下滴加到上述合前驱体溶液A中，得到混合溶液B ;称取0.426 g磷酸氢二钠固体溶于20 ml去离子水中，得到磷酸氢二钠溶液，磁力搅拌器搅拌下将配好的磷酸氢二钠溶液逐滴加到混合溶液B中，反应体系出现灰绿色浑浊，滴加完毕后混合溶液继续搅拌40分钟后转移到聚四氟乙烯内胆中，并将内胆密封到不锈钢水热反应釜中，160° C条件下反应30h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，所得到的产物离心分离后用去离子水和无水乙醇分别洗涤后真空干燥。
[0019]实施例3
将100 mg氧化石墨烯分散于30 ml去离子水中超声5小时得到氧化石墨烯分散液，称取0.1529 g硝酸银溶于20 ml去离子水中，得到硝酸银溶液，磁力搅拌器搅拌下将上述硝酸银溶液逐滴加入到氧化石墨烯分散液中，搅拌12小时，形成混合前驱体溶液A，将600 mg二氧化钛纳米片溶于30 ml去离子水中超声分散30min，得到二氧化钛分散液，在磁力搅拌器搅拌的条件下滴加到上述合前驱体溶液A中，得到混合溶液B ;称取0.426 g磷酸氢二钠固体溶于20 ml去离子水中，得到磷酸氢二钠溶液，磁力搅拌器搅拌下将配好的磷酸氢二钠溶液逐滴加到混合溶液B中，反应体系出现灰绿色浑浊，滴加完毕后混合溶液继续搅拌50分钟后转移到聚四氟乙烯内胆中，并将内胆密封到不锈钢水热反应釜中，200° C条件下反应20 h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，所得到的产物离心分离后用去离子水和无水乙醇分别洗涤后真空干燥。
[0020]实施例4
将200 mg氧化石墨烯分散于30 ml去离子水中超声5小时得到氧化石墨烯分散液，称取0.1529 g硝酸银溶于20 ml去离子水中，得到硝酸银溶液，磁力搅拌器搅拌下将上述硝酸银溶液逐滴加入到氧化石墨烯分散液中，搅拌12小时，形成混合前驱体溶液A，将900 mg二氧化钛纳米片溶于30 ml去离子水中超声分散30min，得到二氧化钛分散液，在磁力搅拌器搅拌的条件下滴加到上述合前驱体溶液A中，得到混合溶液B ;称取0.426 g磷酸氢二钠固体溶于20 ml去离子水中，得到磷酸氢二钠溶液，磁力搅拌器搅拌下将配好的磷酸氢二钠溶液逐滴加到混合溶液B中，反应体系出现灰绿色浑浊，滴加完毕后混合溶液继续搅拌60分钟后转移到聚四氟乙烯内胆中，并将内胆密封到不锈钢水热反应釜中，160° C条件下反应30 h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，所得到的产物离心分离后用去离子水和无水乙醇分别洗涤后真空干燥。
[0021]实施例5
将20 mg氧化石墨烯分散于30 ml去离子水中超声5小时得到氧化石墨烯分散液，称取0.1529 g硝酸银溶于20 ml去离子水中，得到硝酸银溶液，磁力搅拌器搅拌下将上述硝酸银溶液逐滴加入到氧化石墨烯分散液中，搅拌12小时，形成混合前驱体溶液A，将300 mg二氧化钛纳米片溶于30 ml去离子水中超声分散30min，得到二氧化钛分散液，在磁力搅拌器搅拌的条件下滴加到上述合前驱体溶液A中，得到混合溶液B ;称取0.36 g磷酸二氢钠固体溶于20 ml去离子水中，得到磷酸二氢钠溶液，磁力搅拌器搅拌下将配好的磷酸二氢钠溶液逐滴加到混合溶液B中，反应体系出现灰绿色浑浊，滴加完毕后混合溶液继续搅拌30分钟后转移到聚四氟乙烯内胆中，并将内胆密封到不锈钢水热反应釜中，180° C条件下反应24 h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，所得到的产物离心分离后用去离子水和无水乙醇分别洗涤后真空干燥。
[0022]实施例6
将50 mg氧化石墨烯分散于30 ml去离子水中超声5小时得到氧化石墨烯分散液，称取0.1529 g硝酸银溶于20 ml去离子水中，得到硝酸银溶液，磁力搅拌器搅拌下将上述硝酸银溶液逐滴加入到氧化石墨烯分散液中，搅拌12小时，形成混合前驱体溶液A，将240 mg二氧化钛纳米片溶于30 ml去离子水中超声分散30min，得到二氧化钛分散液，在磁力搅拌器搅拌的条件下滴加到上述合前驱体溶液A中，得到混合溶液B ;称取0.36 g磷酸二氢钠固体溶于20 ml去离子水中，得到磷酸二氢钠溶液，磁力搅拌器搅拌下将配好的磷酸二氢钠溶液逐滴加到混合溶液B中，反应体系出现灰绿色浑浊，滴加完毕后混合溶液继续搅拌40分钟后转移到聚四氟乙烯内胆中，并将内胆密封到不锈钢水热反应釜中，200° C条件下反应20 h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，所得到的产物离心分离后用去离子水和无水乙醇分别洗涤后真空干燥。
[0023]实施例7
将100 mg氧化石墨烯分散于30 ml去离子水中超声5小时得到氧化石墨烯分散液，称取0.1529 g硝酸银溶于20 ml去离子水中，得到硝酸银溶液，磁力搅拌器搅拌下将上述硝酸银溶液逐滴加入到氧化石墨烯分散液中，搅拌12小时，形成混合前驱体溶液A，将600 mg二氧化钛纳米片溶于30 ml去离子水中超声分散30min，得到二氧化钛分散液，在磁力搅拌器搅拌的条件下滴加到上述合前驱体溶液A中，得到混合溶液B ;称取0.36 g磷酸二氢钠固体溶于20 ml去离子水中，得到磷酸二氢钠溶液，磁力搅拌器搅拌下将配好的磷酸二氢钠溶液逐滴加到混合溶液B中，反应体系出现灰绿色浑浊，滴加完毕后混合溶液继续搅拌50分钟后转移到聚四氟乙烯内胆中，并将内胆密封到不锈钢水热反应釜中，200° C条件下反应20 h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，所得到的产物离心分离后用去离子水和无水乙醇分别洗涤后真空干燥。
[0024]实施例8
将200 mg氧化石墨烯分散于30 ml去离子水中超声5小时得到氧化石墨烯分散液，称取0.1529 g硝酸银溶于20 ml去离子水中，得到硝酸银溶液，磁力搅拌器搅拌下将上述硝酸银溶液逐滴加入到氧化石墨烯分散液中，搅拌12小时，形成混合前驱体溶液A，将900 mg二氧化钛纳米片溶于30 ml去离子水中超声分散30min，得到二氧化钛分散液，在磁力搅拌器搅拌的条件下滴加到上述合前驱体溶液A中，得到混合溶液B ;称取0.36 g磷酸二氢钠固体溶于20 ml去离子水中，得到磷酸二氢钠溶液，磁力搅拌器搅拌下将配好的磷酸二氢钠溶液逐滴加到混合溶液B中，反应体系出现灰绿色浑浊，滴加完毕后混合溶液继续搅拌60分钟后转移到聚四氟乙烯内胆中，并将内胆密封到不锈钢水热反应釜中，160° C条件下反应30 h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，所得到的产物离心分离后用去离子水和无水乙醇分别洗涤后真空干燥。
[0025]实施例9
将20 mg氧化石墨烯分散于30 ml去离子水中超声5小时得到氧化石墨烯分散液，称取0.1529 g硝酸银溶于20 ml去离子水中，得到硝酸银溶液，磁力搅拌器搅拌下将上述硝酸银溶液逐滴加入到氧化石墨烯分散液中，搅拌12小时，形成混合前驱体溶液A，将300 mg二氧化钛纳米片溶于30 ml去离子水中超声分散30min，得到二氧化钛分散液，在磁力搅拌器搅拌的条件下滴加到上述合前驱体溶液A中，得到混合溶液B ;称取0.49 g磷酸钠固体溶于20 ml去离子水中，得到磷酸钠溶液，磁力搅拌器搅拌下将配好的磷酸钠溶液逐滴加到混合溶液B中，反应体系出现灰绿色浑浊，滴加完毕后混合溶液继续搅拌30分钟后转移到聚四氟乙烯内胆中，并将内胆密封到不锈钢水热反应釜中，180° C条件下反应24 h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，所得到的产物离心分离后用去离子水和无水乙醇分别洗涤后真空干燥。
[0026]实施例10
将50 mg氧化石墨烯分散于30 ml去离子水中超声5小时得到氧化石墨烯分散液，称取0.1529 g硝酸银溶于20 ml去离子水中，得到硝酸银溶液，磁力搅拌器搅拌下将上述硝酸银溶液逐滴加入到氧化石墨烯分散液中，搅拌12小时，形成混合前驱体溶液A，将240 mg二氧化钛纳米片溶于30 ml去离子水中超声分散30min，得到二氧化钛分散液，在磁力搅拌器搅拌的条件下滴加到上述合前驱体溶液A中，得到混合溶液B ;称取0.49 g磷酸钠固体溶于20 ml去离子水中，得到磷酸钠溶液，磁力搅拌器搅拌下将配好的磷酸钠溶液逐滴加到混合溶液B中，反应体系出现灰绿色浑浊，滴加完毕后混合溶液继续搅拌40分钟后转移到聚四氟乙烯内胆中，并将内胆密封到不锈钢水热反应釜中，200° C条件下反应20h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，所得到的产物离心分离后用去离子水和无水乙醇分别洗涤后真空干燥。
[0027]实施例11
将100 mg氧化石墨烯分散于30 ml去离子水中超声5小时得到氧化石墨烯分散液，称取0.1529 g硝酸银溶于20 ml去离子水中，得到硝酸银溶液，磁力搅拌器搅拌下将上述硝酸银溶液逐滴加入到氧化石墨烯分散液中，搅拌12小时，形成混合前驱体溶液A，将600 mg二氧化钛纳米片溶于30 ml去离子水中超声分散30min，得到二氧化钛分散液，在磁力搅拌器搅拌的条件下滴加到上述合前驱体溶液A中，得到混合溶液B ;称取0.49 g磷酸钠固体溶于20 ml去离子水中，得到磷酸钠溶液，磁力搅拌器搅拌下将配好的磷酸钠溶液逐滴加到混合溶液B中，反应体系出现灰绿色浑浊，滴加完毕后混合溶液继续搅拌50分钟后转移到聚四氟乙烯内胆中，并将内胆密封到不锈钢水热反应釜中，200° C条件下反应20 h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，所得到的产物离心分离后用去离子水和无水乙醇分别洗涤后真空干燥。
[0028]实施例12
将200 mg氧化石墨烯分散于30 ml去离子水中超声5小时得到氧化石墨烯分散液，称取0.1529 g硝酸银溶于20 ml去离子水中，得到硝酸银溶液，磁力搅拌器搅拌下将上述硝酸银溶液逐滴加入到氧化石墨烯分散液中，搅拌12小时，形成混合前驱体溶液A，将900 mg二氧化钛纳米片溶于30 ml去离子水中超声分散30min，得到二氧化钛分散液，在磁力搅拌器搅拌的条件下滴加到上述合前驱体溶液A中，得到混合溶液B ;称取0.49 g磷酸钠固体溶于20 ml去离子水中，得到磷酸钠溶液，磁力搅拌器搅拌下将配好的磷酸钠溶液逐滴加到混合溶液B中，反应体系出现灰绿色浑浊，滴加完毕后混合溶液继续搅拌60分钟后转移到聚四氟乙烯内胆中，并将内胆密封到不锈钢水热反应釜中，160° C条件下反应30 h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，所得到的产物离心分离后用去离子水和无水乙醇分别洗涤后真空干燥。
[0029]图3为所制备的微纳结构复合可见光催化材料的扫描电镜图，从图中我们可以看到细小的磷酸银球形颗粒和二氧化钛片层结构；图4为所制备的微纳结构三复合催化材料的X射线衍射图，衍射图中所有的衍射峰均很好的对应于响应的磷酸银和二氧化钛，由于反应物中加入氧化石墨烯量较少，所以还原后得到的石墨烯含量也较低，另外石墨烯的衍射峰强度相对晶化的磷酸银和二氧化钛衍射峰而言很弱，所以在X射线衍射图谱中未能观察到来源于石墨烯的衍射峰；图5为所制备的微纳结构复合可见光催化材料的紫外可见漫反射光谱图，从图中我们可以看出，该复合材料在200-800 nm的紫外可见光区具有较好的吸收，吸光度均大于0.4。
[0030]此外，本发明所制备出的微纳结构三体系复合可见光催化材料被用于有机染料罗丹明B的光催化降解实验，具体过程和步骤如下:
将100 mg制备的微纳结构磷酸银基复合材料超声分散于100毫升10 mg/L的罗丹明B溶液中后超声10分钟，混合均匀的分散液转移到氙灯光催化反应器中的石英瓶中，黑暗条件下搅拌30分钟使其达到吸附平衡后打开氙灯光源，每隔5分钟用注射器抽取4 mL照射后的混合分散液转移到标记的离心管中，400-800 nm的可见光照射半小时后，将所有的离心管中的样品离心分离，离心后所得到的上层清液进一步转移到石英比色皿中在紫外-可见分光光度计上测定不同光催化时间下的吸光度，从而得到各个时间段下微纳结构磷酸银基复合可见光催化材料在400-800 nm的可见光照射下对罗丹明B的光催化降解曲线图。
[0031]图6为所制备出的微纳结构磷酸银基复合可见光催化材料在可见光条件下对罗丹明B的光催化降解曲线图，从图4中可以看出，该复合材料在黑暗条件下对罗丹明B的吸附率在22%，达到吸附-脱附平衡后，开灯可见光照射30分钟罗丹明B降解完全；光催化降解曲线图表明微纳结构磷酸银基复合材料对罗丹明B具有一定的吸附效果，在可见光照射下对罗丹明B有较好的光催化降解效果。
【权利要求】
1.一种石墨烯基复合可见光催化材料的制备方法，其特征在于制备步骤如下: (1)将氧化石墨烯溶于去离子水中，超声分散均匀得到浓度为0.06-0.6 ￥丨％的氧化石墨烯分散液； (2)将硝酸银溶解到去离子水中，得到硝酸银溶液；搅拌条件下将硝酸银溶液加入到上述氧化石墨烯分散液中，搅拌6-12h，得到混合前驱体溶液A，混合溶液中硝酸银的浓度为 0.15 mol/L ； (3)将二氧化钛纳米片溶于去离子水中超声分散，得到二氧化钛分散液；搅拌条件下滴加到上述混合前驱体溶液A中，得到混合溶液B，混合溶液B中二氧化钛的浓度为0.48—1.8 wt% ； (4)将磷酸盐溶于去离子水中，得到浓度为0.15 mol/L的磷酸盐溶液； (5)搅拌条件下，将步骤(4)制备的磷酸盐溶液逐滴加入步骤(3)所制备的混合溶液B中，反应体系出现灰绿色浑浊，磷酸盐溶液与混合溶液B的体积比为1: 4，滴加完毕后得到的混合溶液继续搅拌30-60 min后转移到聚四氟乙烯内胆中，并将内胆密封到不锈钢水热反应釜中，160-200° C条件下反应20-30 h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，所得到的产物离心分离后用去离子水和无水乙醇分别洗涤后真空干燥。
2.如权利要求1所述的一种石墨烯基复合可见光催化材料的制备方法，其特征在于:步骤3中所述的磷酸盐为磷酸氢二钠、磷酸二氢钠或磷酸钠。
3.如权利要求1所述的一种石墨烯基复合可见光催化材料的制备方法，其特征在于所述二氧化钛纳米片制备步骤如下: (1)将氢氟酸加入去离子水中，得到氢氟酸溶液，溶液中氢氟酸的质量比例为50%； (2)在磁力搅拌条件下，将钛酸四丁酯逐滴缓慢加入步骤(1)所制备的氢氟酸溶液中，反应体系中出现白色浑浊，钛酸四丁酯和氢氟酸溶液的体积比为5:8 ； (3)滴加完毕后混合溶液继续搅拌均匀后转移到聚四氟乙烯内胆中，并将内胆密封到不锈钢水热反应釜中，180 ° C条件下反应24 h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，所得到的产物离心分离后用去离子水和无水乙醇分别洗涤后真空干燥。
4.如权利要求3所述的一种石墨烯基复合可见光催化材料的制备方法，其特征在于:所述二氧化钛纳米片的尺寸在50-70 nm之间,厚度在4-5 nm之间。
5.如权利要求1所述的一种石墨烯基复合可见光催化材料的制备方法，其特征在于:所述石墨烯基复合可见光催化材料在200-800 nm的紫外可见光区具有较好的吸收，吸光度均大于0.4。
6.如权利要求1所述的一种石墨烯基复合可见光催化材料的制备方法，其特征在于:所述石墨烯基复合可见光催化材料在黑暗条件下对10 mg/L的罗丹明B溶液中的罗丹明B的吸附率在22%，达到吸附-脱附平衡后，在400-800 nm的可见光照射下30分钟罗丹明B降解完全。
【文档编号】B01J35/10GK103521248SQ201310482520
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2013年10月16日
【发明者】杨小飞, 秦洁玲, 李 荣, 李扬, 唐华, 蒋珍, 陈康敏 申请人:江苏大学