[发明专利]一种具有空心微球状的石墨烯/二氧化钛复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有空心微球状结构的石墨烯/二氧化钛复合材料，其特征在于材料的成分为还原氧化石墨烯和二氧化钛，材料的微观形貌表现为由纳米颗粒相互粘连围绕形成的空心微球，其表面二氧化钛纳米颗粒的晶型为锐钛矿，材料的宏观性质表现为具有良好的水分散性，持久的化学稳定性和对有机染料优异的光降解效果。

2.如权利要求1所述的一种具有空心微球状结构的石墨烯/二氧化钛复合材料的制备方法，其特征在于合成步骤如下：

(1)采用稍加改进的St?ber法制备单分散尺寸可控的二氧化硅胶体微球；

(2)采用超声辅助的自组装方法将小尺寸氧化石墨烯片(其径向尺寸均不超过200nm)包覆于二氧化硅微球表面，从而制备出具有良好水分散性的二氧化硅/氧化石墨烯复合微球；

(3)将二氧化硅/氧化石墨烯复合微球超声分散于水中，在超声条件下逐滴加入至无水乙醇中，再将聚乙烯吡咯烷酮水溶液逐滴加入，于室温下搅拌30min后再逐滴加入四氟化钛水溶液并搅拌均匀形成反应体系；反应体系中所加入乙醇与水的总体积比为5:2，二氧化硅/氧化石墨烯复合微球与四氟化钛的质量比为2:5，聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为40000，其浓度固定为20mg/mL；

(4)将反应体系转移至反应釜中，于180^oC下进行溶剂热反应4h，冷却后，将沉淀物通过离心分离，水洗若干次后真空干燥即可得到具有空心微球状结构的石墨烯/二氧化钛复合材料。

3.如权利要求2所述的具有空心微球状结构的石墨烯/二氧化钛复合材料的制备方法，其特征在于以二氧化硅微球作为牺牲模板进行合成，所有反应过程均以水或乙醇作为介质，特别是在溶剂热反应这一关键过程，即权利要求2所述步骤(4)中，二氧化钛纳米颗粒在复合微球表面的沉积与晶化、其中氧化石墨烯成分的还原以及二氧化硅内核的去除是一步实现的。