[发明专利]一种片层状三相复合光催化材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种片层状三相复合光催化材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1：石墨烯分散液和K₂PtCl₆溶液混合均匀；步骤2：然后逐滴加入与K₂PtCl₆溶液相同体积的NaBH₄溶液反应后制得石墨烯/纳米铂复合材料；步骤3：取木质素磺酸钠加入蒸馏水中，在冰水浴中搅拌10min，得到木质素磺酸钠溶液；将步骤2制得的石墨烯/纳米铂复合材料分散于木质素磺酸钠溶液后，分别加入吡咯和FeCl₃溶液制备石墨烯/纳米铂/聚吡咯三相复合光催化材料。采用该方法制备的层状三相复合光催化材料具有高的可见光捕获能力、电子和空穴分离、传输效果好、在可将光照射条件下具有较高的光催化降解性能。

技术领域

本发明属于光催化材料领域，具体涉及一种片层状三相复合光催化材料的制备方法。

背景技术

在过去的几个世纪里，环境污染及其控制是人类面临的重大挑战之一，每年纺织工业中排放的大量含有有机染料的废水。这些大分子具有潜在的致癌性、毒性、和顽固的不可生物降解性，由于其有害的生态效应和对人类健康的巨大风险，有机污染物的高效清除方法是急需解决的重大科学问题。石墨烯由于其独特的二维蜂窝状的结构、化学稳定性、同时对于载流子还具有高迁移率等优点，基于石墨烯(GO)的复合材料日渐成为可见光光催化领域研究的热点。但是，石墨烯之间范德华力很强，容易发生团聚，严重限制了石墨烯的光催化性能及其应用。纳米金属颗粒(MNP)由于其独特的物理、化学和电子性能而广泛应用于各种复合材料的构建。人们已经将MNP与GO复合，用于改善石墨烯的光催化性能。但目前所得的复合光催化材料对可见光捕获能力和电子传输效率低、对有机污染物降解性能差等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种制备工艺简单、对可将光响应性能高，且具有高光催化能力的片层状复合光催化材的制备方法。

本发明采用的技术方案是：一种片层状三相复合光催化材的制备方法，具体操作步骤如下：

步骤1：取通过超声剥离制备的2.5g/L石墨烯分散液和预先经过超声处理30min的5mM的K₂PtCl₆溶液混合均匀；

步骤2：然后逐滴加入与K₂PtCl₆溶液相同体积的200mM NaBH₄溶液反应后制得石墨烯/纳米铂复合材料；

步骤3：取木质素磺酸钠加入蒸馏水中，在冰水浴中搅拌10min，得到木质素磺酸钠溶液；将步骤2制得的石墨烯/纳米铂复合材料分散于木质素磺酸钠溶液后，分别逐滴加入吡咯和0.2892M的FeCl₃溶液；在冰水浴条件下边搅拌边反应后过滤、洗涤和干燥后得石墨烯/纳米铂/聚吡咯三相复合光催化材料。

本发明的特点还在于，

步骤1石墨烯分散液和K₂PtCl₆溶液的体积比为1:2～6。

步骤3木质素磺酸钠与蒸馏水的比例为1g:100mL。

步骤3吡咯和FeCl₃溶液的体积比为0.6mL～1.0mL：50mL；FeCl₃溶液与步骤1石墨烯分散液的体积比为10:1。

步骤3反应的条件为：在冰水浴中边搅拌边反应时间不少于7h。

步骤3冰水浴温度范围是0-5℃。

本发明一种片层状三相复合光催化材料的制备方法具有如下优点：

1.以石墨烯为基材，利用纳米铂的表面等离子共振效应和聚吡咯优异的导电和对可见光的捕获性能，成功地得到了三相复合光催化材料GO/PtNPs/PPy。