[发明专利]石墨烯基γ-Fe2O3复合材料光催化剂、制备方法及其用途

权利要求书

1.一种石墨烯基γ-Fe₂O₃复合材料光催化剂，γ-Fe₂O₃颗粒附着在石墨烯表面，石墨烯的尺寸分布在1～50μm，γ-Fe₂O₃颗粒尺寸分布在20～500nm。

2.一种如权利要求1所述石墨烯基γ-Fe₂O₃复合材料光催化剂的制备方法，其特征是包括如下步骤：

①、氧化石墨的制备

将浓硫酸和浓磷酸按体积比为120～240∶13～26混合形成混合酸，向装有鳞片石墨的反应容器中倒入该混合酸，再将反应容器置于已升温至40～80℃的加热设备中，并加入KMnO₄，鳞片石墨与KMnO₄的重量比为1～2∶6～12，加完后保温4～8h，然后向反应体系中加入H₂O₂溶液，直到反应溶液颜色由黑色变成亮黄色，且不再产生气泡为止，停止加入H₂O₂溶液并继续反应2～4h，反应结束后冷却，洗涤、离心至pH为5～7，将得到的氧化石墨加水稀释后保存；

②、氧化石墨水合硫酸亚铁插层物的制备

配制FeSO₄·7H₂O溶液，再量取一定体积的氧化石墨溶液，将两者混合使氧化石墨和FeSO₄·7H₂O的重量比为0.150～0.300∶0.750～1.500，将混合溶液搅拌、分散、干燥得到氧化石墨水合硫酸亚铁插层物；

③、石墨烯基γ-Fe₂O₃复合材料光催化剂的制备

将氧化石墨水合硫酸亚铁插层物置于750～850℃下进行热处理，冷却至室温后研磨粉碎，再置于少量去离子水中分散，最后干燥制得石墨烯基γ-Fe₂O₃复合材料光催化剂。

3.根据权利要求2所述的石墨烯基γ-Fe₂O₃复合材料光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤①中鳞片石墨的粒径为100～800目，鳞片石墨与KMnO₄的重量比为1∶6。

4.根据权利要求3所述的石墨烯基γ-Fe₂O₃复合材料光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤①中鳞片石墨的粒径为200目。

5.根据权利要求3所述的石墨烯基γ-Fe₂O₃复合材料光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤①中浓硫酸、浓磷酸的体积分别为180mL、20mL，鳞片石墨与KMnO₄的重量分别为1.500g、9.000g，加热设备为磁力搅拌油浴锅。

6.根据权利要求5所述的石墨烯基γ-Fe₂O₃复合材料光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤①中H₂O₂溶液的质量分数为10％，加完KMnO₄之后的反应温度为50℃，磁力搅拌反应时间为6h；加完H₂O₂溶液之后的反应温度为50℃，磁力搅拌反应时间为3h，反应结束后自然冷却至室温，采用去离子水和无水乙醇交替洗涤5遍以上，洗至pH为6，离心转速为6000rpm，得到的氧化石墨加水稀释后保存到棕色试剂瓶中。