[发明专利]一种光驱动光催化反应器及其制备方法

权利要求书

1.一种光驱动光催化反应器的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将N-异丙基丙烯酰胺单体用正己烷和丙酮的混合溶液重结晶；

(2)将步骤(1)得到的重结晶后的N-异丙基丙烯酰胺单体、N，N'-亚甲基双丙烯酰胺、2-羟基-2-甲基苯丙酮溶于二甲基亚砜中，然后在溶液中加入氧化石墨烯，分散得到氧化石墨烯/N-异丙基丙烯酰胺分散液；其中，各组分的质量占比为：重结晶后的N-异丙基丙烯酰胺占35-45％；N，N'-亚甲基双丙烯酰胺占1.5～2.5％；2-羟基-2-甲基苯丙酮占0.5-0.7％；氧化石墨烯占0.25～0.5％，其余为二甲基亚砜；

(3)将重结晶后的N-异丙基丙烯酰胺单体、N，N'-亚甲基双丙烯酰胺、2-羟基-2-甲基苯丙酮溶于二甲基亚砜中，然后在溶液中加光催化剂，分散得到光催化剂/N-异丙基丙烯酰胺分散液；其中，各组分的质量占比为：重结晶后的N-异丙基丙烯酰胺占35～45％；N，N'-亚甲基双丙烯酰胺占1.5～2.5％；2-羟基-2-甲基苯丙酮占0.5-0.7％；光催化剂含量为0.1～6％，其余为二甲基亚砜；光催化剂为硫化镉/还原氧化石墨烯光催化剂、聚合物氮化碳、二氧化钛、氧化锌、氧化锡、二氧化锆、硫化镉、氮化碳以及具有光催化功能的一系列复合材料；

(4)将步骤(2)和步骤(3)得到的分散液注入模具中，在紫外光下聚合分别得到氧化石墨烯-聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶和含有光催化剂的聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶，分别记为GO-PNIPAAm和P-PNIPAAm；

(5)将步骤(4)中得到的氧化石墨烯-聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶浸泡在水合肼溶液中，至水凝胶颜色变黑，得到还原氧化石墨烯-N-异丙基丙烯酰胺水凝胶，记为rGO-PNIPAAm；

(6)取步骤(4)中的P-PNIPAAm和步骤(5)得到的rGO-PNIPAAm连接在一起，其中，P-PNIPAAm位于rGO-PNIPAAm的上方，即可得所述光驱动光催化反应器；

其中，步骤(2)和(3)的顺序不定；

光驱动光催化反应器的底部为柱状还原氧化石墨烯-聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶，用于模拟向日葵的颈；顶部为花型片状的含有光催化剂的聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶，用于模拟向日葵的花盘；

所述制备氧化石墨烯-聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶形状为柱状体或长方体的细长棒状形状，当为柱状体时，直径0.5～2mm，高为1～3cm；制备硫化镉/还原氧化石墨烯-聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶形状为花状或片状，厚度为0.5～2mm，直径为3～15mm。

2.根据权利要求1所述的一种光驱动光催化反应器的制备方法，其特征在于，紫外光聚合时间为50～150s，紫外光功率为500-1500W。

3.根据权利要求1所述的一种光驱动光催化反应器的制备方法，其特征在于，紫外光聚合时间为70～100s。

4.根据权利要求1所述的一种光驱动光催化反应器的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述水合肼溶液的浓度为0.1～0.5M。

5.权利要求1～4任一项所述的一种光驱动光催化反应器的制备方法制备得到的光驱动光催化反应器。

6.权利要求5所述的光驱动光催化反应器在光催化领域中的应用。

7.一种生产双氧水的方法，其特征在于，所述方法以上述权利要求5所述的光驱动光催化反应器作为反应器，其中，光催化剂为硫化镉/还原氧化石墨烯。