[发明专利]Ag/PANI/石墨烯复合光催化剂及制备方法与应用

权利要求书

1.Ag/PANI/石墨烯复合光催化剂在光催化制氢中的应用，其特征在于，所述Ag/PANI/石墨烯复合光催化剂以片层状的聚苯胺包覆石墨烯为基体，基体上负载有纳米银颗粒;

所述Ag/PANI/石墨烯复合光催化剂的制备方法包括以下步骤：

采用光引发法在石墨烯上包覆片层状的聚苯胺并负载纳米银颗粒，所述光引发法包括将原料混合物在惰性气体氛围中和搅拌的条件下置于全光光源下照射，所述原料混合物为苯胺ANI、AgNO₃溶液和石墨烯三者的混合物或ANI、AgNO₃溶液和石墨烯中任意两者的混合物；当原料混合物为ANI与AgNO₃溶液二者的混合物时，原料混合物在全光光源下照射后，再与石墨烯混合；当原料混合物为AgNO₃溶液与石墨烯二者的混合物时，原料混合物在全光光源下照射后，再与ANI混合；当原料混合物为ANI与石墨烯二者的混合物时，原料混合物在全光光源下照射后，再与AgNO₃溶液混合；

所述惰性气体为氮气；所述全光光源为300w-500w的Xe灯光源；所述石墨烯是以香蕉皮为原料制备的，为生物质少层石墨烯，具体步骤包括：取香蕉皮在鼓风干燥箱中烘干，打碎成香蕉皮粉末，并置于管式炉中在氮气氛围下进行预碳化，得香蕉皮预碳化粉末，将香蕉皮预碳化粉末与碳酸钾混合均匀并研磨，在氮气氛围下进行活化，冷却至室温，与稀盐酸混合，静置，用去离子水洗涤至中性，烘干，得石墨烯；碳酸钾与香蕉皮预碳化粉末的质量比为（1-4）:1；香蕉皮预碳化粉末的质量与稀盐酸的体积比为1：（5-50）g/ml；预碳化的温度为300-700℃，预碳化时的升温速度1-5 ℃/min，在预碳化的温度下保温时间为1-5 h；活化时的温度为800-1100 ℃，活化时的升温速度1-5℃/min，在活化温度下的保温时间为1-5 h；稀盐酸浓度为0.1-1 mol/L；烘干的温度为40-80℃，烘干时间为6-12 h。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述制备方法包括如下具体步骤：将ANI加入到AgNO₃溶液中混合，得混合溶液1，在惰性气体氛围中将混合溶液1在磁力搅拌的条件下置于全光光源下照射1-10h，离心，洗涤纯化，真空干燥，得负载有纳米银颗粒的聚苯胺复合物，即Ag/PANI；将Ag/PANI与石墨烯加入去离子水中，超声搅拌，混合均匀后真空干燥，得到Ag/PANI/石墨烯复合光催化剂。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述制备方法包括如下具体步骤：将石墨烯分散于去离子水中，得分散液；将分散液与AgNO₃溶液混合，得混合溶液2，在惰性气体氛围中将混合溶液2在磁力搅拌的条件下置于全光光源下照射1-10h，再加入ANI，继续磁力搅拌，照射1-10h，离心，洗涤纯化，真空干燥，得到Ag/PANI/石墨烯复合光催化剂。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述制备方法包括如下具体步骤：将石墨烯分散于去离子水中，得分散液；将分散液与ANI、AgNO₃溶液混合，得混合溶液3，在惰性气体氛围中将混合溶液3在磁力搅拌的条件下置于全光光源下照射1-10h，离心，洗涤纯化，真空干燥，得到Ag/PANI/石墨烯复合光催化剂。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述制备方法包括如下具体步骤：将石墨烯分散于去离子水中，得分散液；将ANI与AgNO₃溶液混合，得混合溶液4，在惰性气体氛围中将混合溶液4在磁力搅拌的条件下置于全光光源下照射1-10h，再加入分散液，继续磁力搅拌，照射1-10h，离心，洗涤纯化，真空干燥，得到Ag/PANI/石墨烯复合光催化剂。

6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述制备方法包括如下具体步骤：将石墨烯分散于去离子水中，得分散液；将分散液与ANI混合，得混合溶液5，在惰性气体氛围中将混合溶液5在磁力搅拌的条件下置于全光光源下照射1-10h，加入AgNO₃溶液，继续磁力搅拌1-10h，静置，离心，洗涤纯化，真空干燥，得到Ag/PANI/石墨烯复合光催化剂。

7.根据权利要求2至6任一项所述的应用，其特征在于，硝酸银与ANI摩尔量比为（1-5）：5；硝酸银溶液的摩尔浓度为(0.1-5) mol/L；ANI与石墨烯的质量比为（1-100）：1；分散液中石墨烯的质量分数为0.1%-10%；所述洗涤纯化为离心洗涤，离心的速率为4000-10000 rpm，所述离心洗涤为分别用水和乙醇各洗涤1-3次；真空干燥的温度为均为40-80℃，干燥时间均为4-10h。