[发明专利]介孔三氧化二铟/还原氧化石墨烯复合光催化剂的制备

说明书

技术领域

本发明涉及半导体光催化领域，具体涉及一种介孔三氧化二铟/还原氧化石墨烯复合光催化剂的制备方法。

背景技术

大量研究表明，光催化法能有效地将烃类、卤代有机物、染料、农药、酚类、芳烃类等有机污染物降解，最终矿化为CO₂和H₂O。因此，光催化技术具有条件吻合，消除有机污染物彻底，无二次污染等特点。随着光催化技术的发展，光催化剂的制备越来越受到科学家们的关注。三氧化二铟（In₂O₃，Eg=2.8eV）是近来科学家们广泛研究的光催化剂之一，然而单纯的纳米三氧化二铟光催化活性较低，因此不能有效地将污染物矿化。为了提高三氧化二铟的催化活性，须改善其自身形貌结构，降低其禁带宽度。基于上述考虑，提出一种介孔三氧化二铟/还原氧化石墨烯复合光催化剂的制备方法，旨在提高三氧化二铟的光催化活性，有效降解有机污染物。

发明内容

发明目的：本发明为了解决现有技术的不足，提供了一种介孔三氧化二铟/还原氧化石墨烯复合光催化剂的制备方法。主要是解决三氧化二铟光催化效率低的问题，提高三氧化二铟的催化活性，并拓展三氧化二铟的应用范围。

技术方案：一种介孔三氧化二铟/还原氧化石墨烯复合光催化剂的制备方法，包括下列步骤：

1)介孔三氧化二铟，用m-In₂O₃表示

取1.0gKIT-6作为硅基模板溶于15mL乙醇中，强烈搅拌30min，再向上述溶液中加入2.0g硝酸铟，继续搅拌2h，使其混合均匀，然后用旋转蒸发仪在40℃把溶剂蒸干得到白色粉末，将得到的白色粉末在550℃条件下焙烧5h，用2M的氢氧化钠在60℃下去除硅基板KIT-6，过滤得到产品，再用去离子水和乙醇混合液洗涤2-3次，在100℃干燥1h得到产品m-In₂O₃，准备待用。

2)氧化石墨烯的制备，用GO表示

取1.0g石墨粉(<30μm)加入100mL水中，然后分别加入0.5g NaNO₃、24.0mL H₂SO₄和3.0g KMnO₄，超声震荡10min，将反应液置于冰浴中，强烈搅拌30min，取出在25℃下继续搅拌30min，加入46mL去离子水稀释反应液，加热至98℃继续搅拌10min，再在反应液中加入10mL H₂O₂和140mL H₂O，过滤反应液，分别用5% HCl和去离子水反复冲洗所得反应物3-5次，将所得产物置于80℃下干燥10h，制得氧化石墨烯(GO)，使用前，取一定量GO，溶于去离子水中，配成0.5mg mL^-1的溶液，超声震荡2h，再用11000rpm的转速离心分离10min，移取上层清液待用。

3)介孔三氧化二铟/还原氧化石墨烯复合物的制备，用m-In₂O₃/RGO表示

将上述步骤制备得到的m-In₂O₃和0.5mg mL^-1的GO溶液以质量比1:0.1-0.5为配比，加入至100mL的烧杯中，然后加入50mL乙醇溶液，搅拌30min，然后将混合物超声处理30min，移入100mL高压反应釜内120℃条件下陈化2天，取出冷却至室温，过滤回收所得的复合材料，分别用去离子水和乙醇清洗3-5次，并在40℃下干燥，得到的产品标记为m-In₂O₃/RGO。

有益效果：本发明和现有的技术相比，成功通过水热法制备了有规则的介孔孔道结构、较大的比表面积和较好的晶型结构的m-In₂O₃/RGO复合光催化剂。介孔三氧化二铟与还原氧化石墨烯的有效复合能够降低光生电子-空穴对的复合机率，提高三氧化二铟的光催化降解有机污染物的性能。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细阐述。

具体实施例1：

一种介孔三氧化二铟/还原氧化石墨烯复合光催化剂的制备方法，包括下列步骤：

1)介孔三氧化二铟，用m-In₂O₃表示