[发明专利]一种富含表面缺陷的2D多孔TiO2

权利要求书

1.一种富含表面缺陷的2D多孔TiO₂纳米片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制备氧化石墨烯GO粉末，备用：

(2)制备GO@Ti(OH)₄复合材料：

取步骤1制备的GO置于无水乙醇中，并超声处理，得GO/乙醇混合溶液；

然后将TBOT的乙醇溶液，缓慢的加入到GO/乙醇混合溶液中，得TBOT/GO/乙醇混合溶液；

最后将乙醇水溶液，缓慢的加入到TBOT/GO/乙醇混合溶液中，再30～50℃进行油浴回流10～24h，得到GO@Ti(OH)₄；沉淀物用乙醇反复洗涤离心收集，在烘箱中干燥后研磨，保存在干燥箱中；

(3)将步骤(2)得到的GO@Ti(OH)₄置于管式炉中，在空气氛围下程序升温至煅烧温度，煅烧，得到2D多孔TiO₂纳米片；

(4)将步骤(3)得到的2D多孔TiO₂纳米片在还原性气氛下程序升温至煅烧温度，煅烧，得到富含表面缺陷的2D多孔TiO₂纳米片。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，氧化石墨烯GO粉末的制备方法为：在烧杯A中加入1～2g石墨粉，然后将100～200mL浓度为98％的H₂SO₄和10～30mL浓度为85％的H₃PO₄在250mL的烧杯B中混合并在温和的搅拌下缓慢沿杯壁加入烧杯A中；将溶液转移事先预热的45～65℃的油浴锅中加热；随后，将5～10g KMnO₄分批依次加入到混合液中，并使反应体系始终维持在45～65℃；在密封条件下剧烈搅拌6～15h后，使用注射器吸取30％的H₂O₂并从烧杯底部缓入慢注，同时反应溶液仍然要保持在45～65℃；观察到溶液的颜色从黑色到紫色，再到亮黄色的转变，直到没有气泡产生时停止注射；所得样品使用去离子水反复冲洗并离心直至pH值为5～6，得到的固体经冷冻干燥并保存在干燥箱中。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，GO/乙醇混合溶液中，GO和无水乙醇的用量比例为：70～100mg：160～200mL；超声处理的时间为20～50min；

TBOT的乙醇溶液的配制方法为：将1～2mL TBOT分散于8～10mL乙醇中；

乙醇水溶液的配制方法为：将1～2mL H₂O分散于8～10mL乙醇中。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，煅烧温度为400～700℃，煅烧时间为2～5h；升温速率为2～5℃/min。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，煅烧温度为400～700℃，煅烧时间为2～5h；升温速率为2～5℃/min。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的还原性气氛为90vol.％氩气和10vol.％氢气的混合气。

7.如权利要求1～6任一所述制备方法制备的富含表面缺陷的2D多孔TiO₂纳米片用于光催化产氢的用途。