[发明专利]介孔-α-三氧化二铁/掺氮还原石墨烯高效复合光催化剂的制备方法

摘要

本发明公开了一种介孔α‑三氧化二铁/氮掺杂还原石墨烯高效复合光催化剂的制备方法：1)介孔α‑三氧化二铁的制备；2)介孔α‑三氧化二铁/氮掺杂还原石墨烯高效可见光光催化剂的制备。本发明通过对石墨烯的改性(氮掺杂石墨烯)与介孔α‑三氧化二铁的高效复合，既能有效地提高介孔α‑三氧化二铁光催化剂在可见光条件下的电子快速跃迁，又能进一步提高介孔α‑三氧化二铁/氮掺杂还原石墨烯复合物的光降解效率。介孔α‑三氧化二铁/氮掺杂还原石墨烯光催化剂可以有效地降解对硝基苯酚，是一种绿色环保型的光催化剂。

主权项

1.一种介孔α‑三氧化二铁/氮掺杂还原石墨烯高效复合光催化剂的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：1) 氮掺杂石墨烯的制备，用NG 来表示：采用固态热反应法来制备氮掺杂氧化石墨烯，将0.5‑1.5g 的氧化石墨烯和1.5‑4.5g 的尿素充分研磨后置于管式炉内，用氩气排净炉内空气后焙烧2h，用1M 的盐酸多次洗涤去除样品表面的杂质，在恒温40‑60℃条件下干燥24h，得到NG；2) 介孔α‑三氧化二铁的制备，用M‑α‑Fe2O3来表示：a. 采用硬模板法制备介孔α‑三氧化二铁，称取1.0‑2.0g 的KIT‑6 与10.0‑20.0ml 无水乙醇在700‑900rpm转速的条件下搅拌1h，待KIT‑6 溶解完全后得到无色溶液；b. 称取1.0‑2.0g 的Fe(NO3)3·9H2O 与10.0‑20.0ml 无水乙醇在800‑1200rpm 转速条件下溶解0.5h，待Fe(NO3)3·9H2O 完全溶解后得到黄色溶液；c. 将b 步骤中的溶液加入a 步骤无色溶液中并持续搅拌1h，再将此混合液置于恒温50‑70℃条件下干燥12h，再经600℃焙烧6h 后自然降至室温，制得红色粉体， 用2M 的氢氧化钠溶液与红色粉体在恒温50‑70℃条件下剧烈搅拌1h 后离心分离以清除模板剂，最后置于恒温50‑70℃条件下干燥24h， 制得M‑α‑Fe2O3；3) 介孔α‑三氧化二铁/氮掺杂还原石墨烯高效复合光催化剂的制备，用M‑α‑Fe2O3/NGR 来表示：采用光还原法制备介孔α‑三氧化二铁/氮掺杂还原石墨烯复合物，将M‑α‑Fe2O3和0.2‑0.7mg/ml 的NG 溶液置于石英玻璃管混合均匀，再加入50ml 无水乙醇，超声半小时后于500W 汞灯条件下搅拌6‑10h 进行还原，得到M‑α‑Fe2O3/NGR 混合液，再将混合液于恒温50‑70℃条件下干燥12h，最后用无水乙醇离心清洗多次获得样品M‑α‑Fe2O3/NGR， NGR 的质量百分比可以通过加入不同质量的NG 来调节， 制备的复合物用M‑α‑Fe2O3/NGR‑x来标记，x表示NGR 的质量百分比。