[发明专利]一种钛酸锂镧铅-rGO的制备方法

说明书

本发明公开了一种钛酸锂镧铅‑rGO的制备方法，本发明是要解决现有PbTiO₃光吸收能力弱、光催化活性差的问题。包括以下步骤：(1)配置Ti(OC₄H₉)₄、Pb(AC)₂、Li(NO₃)和La(NO₃)₃的混合溶液，(2)调控前驱体溶液的pH值后再与rGO混合，水热条件下获得钛酸锂镧铅‑rGO粉体。锂和镧共掺杂一定程度上增加了钛酸铅的光催化活性，钛酸锂镧铅的(010)晶面和rGO之间形成了异质结结构，本发明利用rGO良好的载流子输运特性促进光生电子和空穴的有效分离，从而提高钛酸铅的光催化性能，具有制备过程简单、合成周期短和成本低等优点。

技术领域

本发明属于功能材料领域，涉及一种钛酸锂镧铅-rGO的制备方法。

背景技术

钛酸铅(PbTiO₃)是一种具有钙钛矿结构，居里温度约为490℃，但室温下自发极化较弱。如何改善其自发极化性，提高光生载流子的传输和分离效率是科研工作者一直努力的方向。因此许多学者通过对其进行改性以增强它的可见光响应能力，比如形成异质结、掺杂或沉积贵金属、掺杂稀土元素等方法进行改性。例如，专利CN105126809A中公开了一种钛酸铅/二氧化钛二维单晶异质结光催化剂的制备方法。CN104831256A中一种钛酸铅/二氧化钛二维单晶异质结可见光催化剂的制备方法。CN105664913A中公开了一种钛酸铅纳米颗粒/石墨烯复合催化剂的制备方法。Xiao等通过水热法制备了Zr⁴⁺掺杂的钛酸铅纳米纤维。Gong等制备了Er³⁺掺杂的钛酸铅纳米纤维和锆钛酸铅纳米纤维，表明合适的掺杂或复合异质组分能改善钛酸铅的光催化活性。然而制备光催化活性高、制备成本低的光催化剂仍有待于进一步开发。石墨烯是一种层状结构的二维碳材料，层内由碳原子通过sp²杂化组成。石墨烯具有良好的载流子输运能力，而且吸附能力强，使其成为制备良好良好的光催化剂载体材料，并能够有效促进光生载流子的分离效率。

迄今为止，择优(010)晶体学面暴露的钛酸锂镧铅与rGO复合的钛酸锂镧铅-rGO的工作尚未见报道，也没有专利和文献报道钛酸锂镧铅-rGO的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种钛酸锂镧铅-rGO的制备方法，采用水热法进行两相复合，工艺流程较其它化学合成法简单，更易于实现工业化。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

步骤1，将Pb(NO₃)₂加入去离子水中，在30～50℃下搅拌至完全透明，采用NaOH溶液调控溶液的pH值至12～13，然后混合物在0℃下形成A液；

步骤2，将Ti(OC₄H₉)₄逐滴加入到乙醇溶液中，得到含沉淀物的前驱体；

步骤3，将前驱体加入到A溶液中后，形成B液；

步骤4，取一定量的Li(NO₃)和La(NO₃)₃溶于去离子水中，配成C液，将C液逐滴加入到B液中形成D液，其中Li(NO₃)与La(NO₃)₃的摩尔比为1:1，Ti(OC₄H₉)₄与(Pb(NO₃)₂+Li(NO₃)+La(NO₃)₃)的摩尔比为1:1，Ti(OC₄H₉)₄与(Li(NO₃)+La(NO₃)₃)摩尔比为1：(0～0.02)；