一种二氧化钛?氧化石墨烯?碳复合材料（TiO2?GO?AC）的制备方法和应用
【专利摘要】本发明提供了一种二氧化钛?氧化石墨烯?碳复合材料（TiO2?GO?AC）的制备方法和应用，属于复合材料技术领域。该复合材料以氧化石墨烯修饰的二氧化钛（TiO2?GO）为前驱体，然后用石墨负载TiO2?GO而得。具有光催化活性高、比表面积大等优点。TiO2?GO采用Ti?O?C化学键结合，其光催化效果与TiO2相比提高了很多。活性炭作为微孔发达的多孔性吸附剂，对水中溶解性有机物具有很强的吸附能力，对有些难以生化或氧化降解的污染物质也有很好的吸附效果。将活性炭加入到TiO2?GO复合材料中，使得该材料的催化活性进一步提高。因此，该二氧化钛?氧化石墨烯?碳复合材料是一种良好的光催化反应催化剂。
【专利说明】
一种二氧化钛-氧化石墨烯-碳复合材料(T i O2-GO-AC)的制备方法和应用
技术领域
[0001]本发明属于复合材料技术领域，涉及一种二氧化钛-氧化石墨烯-碳复合材料(T12-GO-AC)的制备方法;本发明还涉及该二氧化钛-氧化石墨烯-碳复合材料的应用。
【背景技术】
[0002]二氧化钛(T12)具有化学稳定性强、无毒无害和成本低等优点，而受到广泛
关注。但是T12的禁带宽度大(约3.2 eV)，不能充分利用太阳能，其光生电子和空穴的复合机率大，所以最子效率低，另外由于颗粒大小为纳米级，所以使用完后难以回收。氧化石墨烯具有比表面积大、导电性能好、容易制备等优点，很适合作为催化剂载体，把石墨烯引入到半导体材料中，发挥它们的协同作用，必将有效地提高材料的光催化性能。T12-GO采用T1-O-C化学键结合，非常稳定，其光催化效果与T12相比提高了很多。活性炭作为微孔发达的多孔性吸附剂，对水中溶解性有机物具有很强的吸附能力，对有些难以生化或氧化降解的污染物质也有很好的吸附效果。活性炭的制造成本也趋于降低，活性炭吸附技术在国内外废水处理行业得以广泛应用。将活性炭加入到T12-GO复合材料中，可充分发挥他们的协同作用，使得该材料的催化活性进一步提高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了克服现有技术中存在的问题，利用T1-O-C化学键的稳定性，提供一种具有高光催化活性的二氧化钛-氧化石墨烯-碳复合材料的制备方法和应用。
[0004]—种二氧化钛-氧化石墨烯-碳复合材料(T12-GO-AC)的制备方法，是将二氧化钛、氧化石墨烯和活性炭比例为5:20:4的质量比加入到水中，搅拌均匀，然后加入到水热反应釜中，在180°C下反应12h，反应完成后，抽滤、干燥得到二氧化钛-氧化石墨烯-碳复合材料。
[0005]进一步的，一种二氧化钛-氧化石墨烯-碳复合材料(T12-GO-AC)的制备方法，所述的活性炭先经过预处理，经过研碎，过60-80目筛，取适量活性炭粉末，边搅拌边加入lmol/L稀硝酸，静置数小时后，滤去溶液以及上层的漂浮物，将剩下的活性炭经抽滤，洗涤后，放入烘箱内，在100°C的条件下干燥2h，取出后，用筛子筛选出60-100目的活性炭粉末，放在干燥器中作为备用。
[0006]—种二氧化钛-氧化石墨烯-碳复合材料可作为有机染料的光催化剂。
[0007]本发明制备的二氧化钛-氧化石墨烯-碳复合材料具有光催化活性高、比表面积大等优点。T12-GO采用T1-O-C化学键结合，非常稳定，其光催化效果与T12相比提高了很多。活性炭作为微孔发达的多孔性吸附剂，对水中溶解性有机物具有很强的吸附能力，对有些难以生化或氧化降解的污染物质也有很好的吸附效果。活性炭的制造成本也趋于降低，活性炭吸附技术在国内外废水处理行业得以广泛应用。将活性炭加入到T12-GO复合材料中，可充分发挥他们的协同作用，使得该材料的催化活性进一步提高。
【附图说明】
[0008]图1 为T12-GO-ACl 的 SEM 图。
[0009]图2 为Ti02-G0-AC2 的 SEM 图。
[0010]图3为T12-GO-ACl光催化罗丹明B的吸光度图。
[0011 ]图4为Ti02-G0-AC2光催化罗丹明B的吸光度图。
[0012]图5 为Ti02-G0-ACl、Ti02-G0-AC2、Ti02-G0、Ti02催化后罗丹明 B 吸光度比较。
[0013]图6 为Ti02-G0-ACl、Ti02-G0-AC2、Ti02-G0、Ti02催化后罗丹明 B 吸光度柱状图。
【具体实施方式】
[0014]下面通过具体实施例对本发明的复合材料及其对应催化剂的制备作进一步说明。
[0015]实施例1
将31.25mlG0超声lh，加入0.125g二氧化钛粉末，加入煤质活性炭(简记为ACl)，搅拌
0.5h，然后将混合液转移至50ml水热反应釜，放入干燥箱在180 °C下反应12h。冷却后抽滤，用水洗涤至没有Cl—(用硝酸银溶液检验)，然后60°C真空干燥后即可得到活性炭负载二氧化钛-GO形成的复合光催化剂T12-GO-AC I)。
[0016]实验时将50 ml罗丹明B(2 X 10—4mol/L)溶液置于反应器中，加入T12-GO-ACl颗粒72.46mg。在黑箱中通空气条件下搅拌30 min，使罗丹明B在二氧化钛颗粒表面吸附平衡，随后，从反应器内取0.5 ml浆液进行离心分离，其上清液中罗丹明B的浓度标记为Co ο然后开启光源进行光催化反应，每30 min取样0.5 ml，样品液经离心后，取上清液检测罗丹明B浓度，标记为C，总反应时间为2 h，40 min后降解率达99.42%。
[0017]实施例2
将31.25mlG0超声Ih，加入0.125g二氧化钛粉末，加入椰壳活性炭(简记为AC2)0.025g，搅拌0.5h，然后将混合液转移至50ml水热反应釜，放入干燥箱在180°C下反应12h。冷却后抽滤，用水洗涤至没有Cl-(用硝酸银溶液检验)，然后60°C真空干燥后即可得到活性炭负载二氧化钛形成的复合光催化剂Ti02-G0-AC2)。
[0018]实验时将50 ml罗丹明B(2X10—4mol/L)溶液置于反应器中，加入Ti02-G0-AC2颗粒72.46mg。在黑箱中通空气条件下搅拌30 min，使罗丹明B在二氧化钛颗粒表面吸附平衡，随后，从反应器内取0.5 ml浆液进行离心分离，其上清液中罗丹明B的浓度标记为CO。然后开启光源进行光催化反应，每30 min取样0.5 ml，样品液经离心后，取上清液检测罗丹明B浓度，标记为C，总反应时间为2 h，40 min后降解率达87.87%。
【主权项】
1.一种二氧化钛-氧化石墨烯-碳复合材料的制备方法，是将二氧化钛、氧化石墨烯和活性炭比例为5:20:4的质量比加入到水中，搅拌均匀，然后加入到水热反应釜中，在180°C下反应12h，反应完成后，抽滤、干燥得到二氧化钛-氧化石墨烯-碳复合材料。2.根据权利要求书I中所述的一种二氧化钛-氧化石墨烯-碳复合材料(T12-GO-AC)的制备方法，所述的活性炭先经过预处理，经过研碎，过60-80目筛，取活性炭粉末，边搅拌边加入浓度lmol/L的稀硝酸，静置数小时后，滤去溶液以及上层的漂浮物，将剩下的活性炭经抽滤，洗涤后，放入烘箱内，在100°C的条件下干燥2h，取出后，用筛子筛选出60-100目的活性炭粉末。3.一种二氧化钛-氧化石墨烯-碳复合材料可作为有机染料的光催化剂。
【文档编号】C02F101/30GK106076378SQ201610456286
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】李海涛, 渠陆陆, 王娜, 李艳艳, 朱根, 张柯, 王瑞雪
【申请人】江苏师范大学