[发明专利]一种复合光催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，具体而言，涉及一种复合光催化剂及其制备方法。

背景技术

随着我国工业的快速发展，工业废水的排放量逐年增加，引起环境的严重污染。目前，传统的有机污染物处理方法有物理方法、化学方法和生物化学方法等，但是都有或多或少的缺陷不能满足可持续发展的要求，主要存在催化效率低、高成本、二次污染等问题。光催化技术应用于环境控制领域具有高效、绿色、经济、有效利用太阳能等优点。

目前，光催化剂是光催化技术中研究最为广泛的一个分支，然而，一直以来，光催化剂面临着合成工艺复杂、催化效率低和高能耗等问题，这致使其在工业化生产应用中受到了限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合光催化剂，其具有较强的光吸收能力和较高的催化效率，可用于工业废水中有机污染物的处理。

本发明的另一目在于提供一种复合光催化剂的制备方法，其能够将石墨烯(GNS)和镍-钛层状双氢氧化合物(Ni-Ti LDH)稳定的结合在一起，并且其制备工艺简单、实用，具有较高的工业化生产前景。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。

本发明提出一种复合光催化剂的制备方法，其包括以下步骤：

将去离子水与氧化石墨烯进行第一次混合，得到石墨烯第一溶液；将石墨烯第一溶液与葡萄糖进行第二次混合，得到石墨烯第二溶液，并添加质量分数为24-26％的氨水溶液到石墨烯第二溶液中进行第三次混合，得到石墨烯第三溶液；对石墨烯第三溶液进行第一次加热后，进行第一次离心洗涤；向经过第一次离心洗涤后的石墨烯中添加去离子水进行第四次混合，得到石墨烯悬浮液，添加四氯化钛溶液、六水硝酸镍和尿素到石墨烯悬浮液中进行第五次混合，得到复合光催化剂混合溶液；对复合光催化剂混合溶液进行第二次加热后，进行第二次离心洗涤。

本发明提出一种复合光催化剂，其是通过上述的复合光催化剂的制备方法制得。

本发明实施例的复合光催化剂及其制备方法的有益效果是：采用简单实用的方法，将GNS和Ni-Ti LDH稳定的结合在一起；通过利用石墨烯巨大的比表面积大大提高了复合光催化剂的染料吸附容量；通过利用石墨烯二维结构优异的电导性能极大地提高光生电子和空穴的传递、转移，提高了其分离效率；另外，石墨烯的引入能在复合光催化剂中产生杂质能级，降低复合光催化剂的禁带宽度，增强光吸收范围，故上述的复合光催化剂制备方法，不但制备工艺简单实用，而且制备的复合光催化剂具有光吸收能力强、催化效率高、性能稳定等优异的光催化性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1中氧化石墨、GNS、Ni-Ti LDH和GNS/LDH复合材料的XRD图；

图2为本发明试验例中不同样品可见光催化降解MB的效率；

图3为本发明实施例1中GNS/LDH复合光催化剂可见光催化降解MB不同时间相对应的紫外-可见分光光谱曲线；

图4为本发明实施例1中GNS/LDH复合光催化剂可见光催化降解MB的光催化稳定性。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的复合光催化剂及其制备方法进行具体说明。

本发明实施例提供的一种复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将去离子水与氧化石墨烯进行第一次混合，得到石墨烯第一溶液。

需要说明的是，步骤S1主要是配置石墨烯第一溶液的过程。石墨烯第一溶液是复合光催化剂制备过程中的重要基体溶液，其中含有的氧化石墨烯是最终制备所得复合光催化剂的重要组成部分。因此，对于其混合制备过程和浓度均有一定的工艺要求，具体地，上述第一次混合过程是通过对去离子水和氧化石墨烯进行超声处理2个小时进行的，所配置的石墨烯第一溶液的浓度为0.45-0.55mg/mL，优选地，石墨烯第一溶液的浓度为0.5mg/mL。