[发明专利]石墨烯‑TiO2纳米管/FTO双层复合膜的制备方法

摘要

一种石墨烯‑TiO2纳米管/FTO双层膜的制备方法，主要以TiO2、氧化石墨烯为原料，通过水热法制备出石墨烯‑TiO2纳米管复合物粉末，然后将其分散到聚乙烯醇水溶液里，采用喷雾沉积成膜的方法将石墨烯‑TiO2纳米管复合物沉积到FTO玻璃上制得石墨烯‑TiO2纳米管/FTO双层复合膜。本发明能够增加TiO2纳米管比表面积、提高吸附性，同时光生电子可以迁移至石墨烯和FTO中而有效地抑制了光生电子‑空穴的复合，显著的增强了TiO2的光催化效率。

主权项

一种石墨烯‑TiO2纳米管/FTO双层复合膜的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：(1)按每毫升去离子水加入0.18‑5.46mg氧化石墨烯的比例，将氧化石墨烯加入到55ml去离子水中，将其在超声清洗仪中超声30‑60分钟，使氧化石墨烯均匀分散，再按氧化石墨烯与TiO2粉末的质量比为0.01‑0.3:1的比例加入TiO2，继续超声30‑60分钟，使得TiO2与氧化石墨烯均匀分散并锚固在一起；(2)向步骤(1)的溶液中加入NaOH，使溶液中碱浓度为1‑10mol/L，搅拌均匀然后转移到100ml聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在110～180℃温度下保温12～48h；(3)待反应釜自然冷却到室温，将得到的沉淀反应物用浓度为0.1～1mol/L的盐酸洗涤至PH在2‑3之间，然后室温搅拌12h，再将沉淀用去离子水洗涤至中性，60℃温度下干燥，然后在300‑500℃温度下热处理1h，制得石墨烯‑TiO2纳米管复合物粉末；水热反应得到的TiO2纳米管是无定型态的，热处理的目的是将无定型态的TiO2纳米管结晶化形成锐钛矿的TiO2纳米管；(4)将步骤(3)的石墨烯‑TiO2纳米管复合物粉末加入到质量分数为0.5‑2％的聚乙烯醇水溶液中进行分散，按每升聚乙烯醇水溶液中加入石墨烯‑TiO2纳米管复合物粉末1‑5g的比例制得石墨烯‑TiO2纳米管复合物粉末的分散液，通过喷雾沉积成膜的方式将石墨烯‑TiO2纳米管复合物粉末的分散液沉积到基底温度为100‑300℃的FTO玻璃上，制得石墨烯‑TiO2纳米管/FTO双层复合膜。