[发明专利]一种抗静电的还原氧化石墨烯-TiO2光催化复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，具体涉及一种抗静电的还原氧化石墨烯-TiO₂光催化复合材料的制备方法。

背景技术

作为一种应用最为广泛的光催化剂材料，TiO₂在环境污染治理和太阳能利用等方面扮演了重要角色。目前，在TiO₂的制备等方面已经有了很大的突破，但由于其禁带宽度为3.2eV（锐钛矿，Anatase）,只能吸收波长小于387nm的紫外光，光催化效率很低。

工业钛液生产的钛白粉虽然有一定光催化性能，但催化性能不高，更重要的是，钛白粉在作为涂料进行应用时，因缺乏导电能力而无法进行抗静电方面的应用。石墨烯（氧化石墨烯或还原氧化石墨烯）是优秀的半导体薄膜材料，过去的实验表明，采用石墨添加剂虽可提高导电能力，但石墨与钛白粉的互溶性太差，导致涂层导电能力不均匀，且外观着色不均。

为了充分TiO₂的光催化特性同时兼顾一定的抗静电性能，发明一种方法使TiO₂能有一定导电性能同时不能丧失二氧化钛的性能成为研究的重点。还原氧化石墨烯兼具提升二氧化钛的光催化性能，同时有较好的导电性。研究还原氧化石墨烯表面进行二氧化钛的负载，从而制备还原氧化石墨烯负载TiO₂的抗静电光催化材料成为研究重点。

现有技术中制备石墨烯-TiO₂复合材料的方法主要是基于氧化石墨烯与二氧化钛的物理混合。其混合物不均匀极大。同时TiO₂无法与石墨烯充分接触。这一方面导致石墨烯-TiO₂复合材料无法充分发挥其功能，另一方面，要大量耗费石墨烯资源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有工业钛液生产的钛白粉涂料导电能力不均匀，不能抗静电。

本发明解决技术问题的技术方案是提供了一种抗静电的还原氧化石墨烯-TiO₂光催化复合材料的制备方法。

本发明提供的一种抗静电的还原氧化石墨烯-TiO₂光催化复合材料的制备方法，包括以下步骤：

a、制备还原氧化石墨烯溶液；

b、将加热到70～95℃的钛液在15～30min内滴加到已加热至沸腾的还原氧化石墨烯溶液中，保持沸腾50～70min；然后停止加热并搅拌20～40min；再次加热到沸腾，补加稀释水至起始反应体积；反应后过滤出固体，固体再水洗到洗液至中性，将固体干燥，在350～450℃焙烧2～5h；将上述固体取出于干燥瓶中冷却，得到还原氧化石墨烯-TiO₂光催化复合材料；所述还原氧化石墨烯的质量为工业钛液中总钛量的1%～4%。

其中，上述一种抗静电的还原氧化石墨烯-TiO₂光催化复合材料的制备方法的步骤a中，所述的制备还原氧化石墨烯溶液的过程中，在氧化石墨烯溶液中加入水合肼或氢氧化四丁基胺作为还原剂，加热到沸腾，回流反应4～12h，得到还原氧化石墨烯溶液；所述的还原剂的质量为氧化石墨烯质量的20～50倍。

其中，上述方法的步骤b中，所述的工业钛液为硫酸法生产钛白粉的过程中，钛矿被硫酸浸取后的液体，工业钛液中的总钛为180～230g/L。

我国工业生产钛白粉的主要方法是硫酸法。其生产过程中由钛矿硫酸浸取后的液体即为工业钛液，其中主要含有硫酸氧钛，其中钛主要以Ti⁴⁺和Ti³⁺形式存在。现有的钛白粉的生产是由工业钛液直接水解生产的。采用工业钛液为原料进行抗静电光催化剂的生产，具备原料来源丰富，容易获得的优点。

本发明通过化学方法，使二氧化钛生长于石墨烯表面，具有良好的稳定性，既提高二氧化钛的光催化性能，同时又使新复合材料具备较高的电导能力，可作为抗静电自清洁材料，有不错的应用性能。

用本发明提供的方法制备得到的抗静电的还原氧化石墨烯-TiO₂光催化复合材料，在具有优良光催化性能同时，具备抗静电性能的优点。本发明提供的方法具有原料来源丰富，操作方法简单等优点。

附图说明

图1本发明提供的还原氧化石墨烯-TiO₂光催化复合材料扫描电镜图。

具体实施方式

本发明提供的一种抗静电的还原氧化石墨烯-TiO₂光催化复合材料的制备方法，包括以下步骤：