[发明专利]新型无毒无害二氧化钛石墨烯光催化材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种新型无毒无害二氧化钛石墨烯光催化材料的制备方法，主要由氧化石墨烯、壳聚糖、二氧化钛、硫化锌通过水热法制得。本发明将石墨烯与二氧化钛复合，加入硫化锌，利用石墨烯的高导电性，可延长光生电子与光生空穴的寿命，从而提高二氧化钛、硫化锌的光催化活性，同时天然高分子壳聚糖的引入，能有效提高材料的强度和光催化性能，产品无毒无害，整个制备过程工艺步骤简单，成本低廉。

技术领域

本发明属于光催化材料领域，具体涉及一种新型无毒无害二氧化钛石墨烯光催化材料的制备方法。

背景技术

二氧化钛，俗称钛白粉，是一种应用很广泛的金属氧化物材料，由于其良好的白度和光泽度，以及无毒等特性，二氧化钛被广泛应用于涂料、化妆品以及食品和医药等领域。更由于其在紫外光的照射下易于激发，失去电子并形成强氧化性的游离基，从而可以很好地氧化分解有机物，因此，二氧化钛还被用于光催化反应上。

石墨烯具有非常优异的导电性、透光性以及较大的比表面积，通过将石墨烯材料与二氧化钛复合，得到的复合光催化材料不仅延长了在光催化反应中电子-空穴的分离时间，也能提高对可见光的利用效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型无毒无害二氧化钛石墨烯光催化材料的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：新型无毒无害二氧化钛石墨烯光催化材料的制备方法，包括以下步骤：

1）将氧化石墨烯加入去离子水中，超声处理30-60分钟，得氧化石墨烯分散液；

2）将壳聚糖加入2wt%的醋酸溶液中，搅拌15-30分钟得浓度为2-4wt%的壳聚糖醋酸溶液；

3）将二氧化钛加入无水乙醇中超声30-60分钟，得浓度为2-10wt%的二氧化钛溶液；

4）将硫化锌加入氢氧化钠溶液中溶解得硫化锌溶液，硫化锌浓度为1-4wt%；

5）将二氧化钛溶液加入硫化锌溶液中搅拌混合均匀，然后将氧化石墨烯分散液和壳聚糖醋酸溶液加入，混匀后超声1-2小时，将混合液转移至聚四氟乙烯内胆水热反应釜中，210℃水热反应12小时，冷却至室温后，水洗三次冷冻干燥得光催化材料。

具体地，所述步骤1）中氧化石墨烯分散液的浓度为3-6wt%。

具体地，所述壳聚糖的用量为氧化石墨烯质量的3-7%。

具体地，所述硫化锌的用量为氧化石墨烯质量的2-4%。

具体地，所述二氧化钛的用量为氧化石墨烯质量的8-15%。

具体地，所述步骤4）中氢氧化钠溶液的浓度为2-5wt%。

本发明具有以下有益效果：本发明将石墨烯与二氧化钛复合，加入硫化锌，利用石墨烯的高导电性，可延长光生电子与光生空穴的寿命，从而提高二氧化钛、硫化锌的光催化活性，同时天然高分子壳聚糖的引入，能有效提高材料的强度和光催化性能，产品无毒无害，整个制备过程工艺步骤简单，成本低廉。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。

实施例1

新型无毒无害二氧化钛石墨烯光催化材料的制备方法，包括以下步骤：

1）将氧化石墨烯加入去离子水中，超声处理40分钟，得浓度为5wt%的氧化石墨烯分散液；

2）将占氧化石墨烯质量5%的壳聚糖加入2wt%的醋酸溶液中，搅拌30分钟得浓度为3wt%的壳聚糖醋酸溶液；