[发明专利]一种负载型石墨烯/TiO2

说明书

本发明公开了一种负载型石墨烯/TiO₂光催化膜的制备方法，包含：将钛合金片在浓度为1mol/L～1.5mol/L的草酸溶液中浸泡15‑20分钟，除去钛合金片表面的氧化层，并烘干，将烘干后的钛合金片在二氧化钛溶胶中浸泡50‑70分钟的时间，取出后在300‑400℃下烘烤，待其自然冷却至室温，将烘烤后的钛合金片在二氧化钛‑石墨烯复合溶液中浸泡90～120分钟，取出并置于300‑400℃下烘烤，重复此步骤3‑5次。本发明以钛合金片为基体，在基体表面上首先涂覆了一层二氧化钛，其后又在此基础上涂覆了二氧化钛‑石墨烯复合材料，制备的负载型石墨烯/TiO₂光催化膜其结构更加稳定，不易脱落，在水污染处理中具有降解速率高、使用方便、使用寿命长、易于回收、成本低，可大规模应用并且不会产生二次污染的优点。

技术领域

本发明涉及纳米复合材料制备的领域，特别涉及一种负载型石墨烯/TiO₂光催化膜的制备方法。

背景技术

随着全球社会发展，工业进步，环境问题已然成为社会广泛关注的重要内容，特别是水污染问题，工业的发展往往伴随着大量的有机染料的排放，造成严重的废水问题，废水中的有机染料成分复杂，污染性强，并且很难完全降解，因此对于催化剂的研究迫在眉睫，光催化剂由于其降解速度快、降解彻底、寿命长的优点，已成为全球专家关注的热点。

二氧化钛是一种功能多样、应用广泛的无机半导体材料，具有氧化性强、稳定性好、低廉无毒、超亲水性、非迁移性等的优点，应用领域广泛，随着环境问题的不断恶化，二氧化钛光催化产品在水污染处理中也得到了较快的发展，但是由于二氧化钛禁带较宽，光生电子和空穴的复合几率大，只能在紫外光下进行催化降解，光响应范围窄，需要消耗更多的能源，因此如何减小TiO₂等光催化剂的禁带宽度和激发电子-空穴对的复合概率，提高可见光响应性能和光催化性能成为当前新型光催化材料研究工作的重点。

石墨烯作为一种具有多方面优异性质的新兴材料，具有比表面积大、导电性好等优点，是良好的电子受体，有助于光生电子的分离，加快光生电子的迁移速率，防止电子-空穴的复合，与二氧化钛复合能在一定程度上解决二氧化钛存在的一些问题。

现有的二氧化钛-石墨烯复合材料普遍存在以下问题:在水污染处理中，使用次数少，处理后不方便回收或者无法回收，容易产生二次污染，导致处理成本高，无法大规模应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种负载型石墨烯/TiO₂光催化膜的制备方法，通过采用钛合金膜作为基体，将二氧化钛、二氧化钛-石墨烯复合材料分别复合到钛合金片基体上。所述的石墨烯/TiO₂是指石墨烯与TiO₂的复合物。

为了达到上述目的，本发明提供了一种负载型石墨烯/TiO₂光催化膜的制备方法，其包含：

S1、将钛合金片在浓度为1mol/L～1.5mol/L的草酸溶液中浸泡15-20分钟，除去钛合金片表面的氧化层，并烘干。

S2、将烘干后的钛合金片在二氧化钛溶胶中浸泡50-70分钟的时间，取出后在300-400℃下烘烤。

S3、待其自然冷却至室温，将烘烤后的钛合金片在二氧化钛-石墨烯复合溶液中浸泡90～120分钟，取出并置于300-400℃下烘烤。

S4、重复3-5次步骤S3。

进一步地，所述S2中烘烤时间为2～5h。

进一步地，所述S3中烘烤时间为1～3h。

优选地，所述二氧化钛溶胶的制备方法包括：