[发明专利]一种以石墨烯为衬底的钛沉积氧化钨吸附材料的制备方法

说明书

一种以石墨烯为衬底的钛沉积氧化钨吸附材料及其制备方法,利用3‑氨基丙基三甲氧基硅烷制备得到氨功能化氧化石墨烯溶液；以钛酸四丁酯为钛源制备得到的钛沉积氧化钨的分散液；将分散好的氨功能化氧化石墨烯溶液加入到钛沉积氧化钨的分散液中，超声分散30min，并继续搅拌1h；静置24h后真空抽滤，并用乙醇和水洗涤数次；最后将产物放在烘箱中60℃的条件下，干燥20h，制得以石墨烯为衬底的钛沉积氧化钨吸附材料。

技术领域

本发明涉及化学、环境保护及材料科学技术领域，尤其是涉及一种以石墨烯为衬底的钛沉积氧化钨吸附材料的制备方法。

背景技术

水环境的质量是生态系统中非常重要的一个环节，同时也与人们的生活息息相关。染料是废水污染中的一个重要的因素，染料能吸收光线，降低水体的透明度，大量消耗水中的氧，造成水体缺氧，影响水生生物和微生物生长，破坏水体自净，同时易造成视觉上的污染。染料是有机芳香族化合物苯环上的氢被卤素、硝基、胺基取代以后生成的芳香族卤化物、芳香族硝基化合物、芳香族胺类化学物、联苯等多苯环取代化合物，生物毒性都较大，有的还是“三致”物质。如果染料废水不加处理直接排放，将会对日益紧张的饮用水源造成极大的威胁。因此对废水的有效处理，不但可减轻或避免环境污染，保护人们身体健康，还可以回收利用处理后的水，节约水资源。

二氧化钛作为一种半导体光催化剂，因其具有氧化能力强，物理化学性质稳定，无毒、价格低廉等优点，在环境净化领域一直处于研究的核心地位。然而二氧化钛因其只能利用紫外光，导致材料本身在太阳能利用方面效率偏低，以及光生电子-空穴容易复合，是制约其在实际应用中的关键。如何使用光催化剂有效利用太阳能和提高电子-空穴分离效率来提高光催化活性被广大学者所关注。二氧化钛与氧化钨有效掺杂得到的复合物，可使得电子进入氧化钨的导带，空穴进入二氧化钛的价带，促进了光生电子空穴对的分离，减少了复合机会，激发光能量不足以激发催化剂中的二氧化钛，但可以激发氧化钨，使其电子跃迁至导带，价带上的空穴进入二氧化钛的价带，使得该混合体系对可见光响应，并且产生的电子－空穴对得以有效分离，从而增加了复合物在可见光波长内的光催化效果。

氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米，具有较大的比表面积使得石墨烯具有优秀的吸附能力，从而可以吸附水中的染料分子等，而本发明中将氨功能化的氧化石墨烯作为衬底，负载钛沉积的氧化钨复合物，更加进一步的增加了吸附材料的化学吸附的反应效率，进一步提高吸附效果，因此以石墨烯为衬底的钛沉积氧化钨吸附材料的应用方面有很大的前景。

发明内容

本发明的首要解决的技术问题在于克服高性能吸附材料不易制备及在可见光条件下吸附效果较差的难题，提供一种以石墨烯为衬底的钛沉积氧化钨吸附材料的制备方法。

其次，本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种以石墨烯为衬底的钛沉积氧化钨吸附材料，促进吸附材料的发展。

本发明另一解决的技术问题在于提供一种以石墨烯为衬底的钛沉积氧化钨吸附材料的制备方法。

为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种以石墨烯为衬底的钛沉积氧化钨吸附材料的制备方法，包括如下步骤：

1)将质量分数为12.0mg/ml,体积为16.7ml的氧化石墨烯分散在乙醇中，并且在超声功率为100W的条件下超声分散0.5h；

2)在搅拌的状态下向步骤1)得到的分散液中加入(680.8mg，3.85mol)的3-氨基三甲氧基硅烷，在85℃的条件下回流6h；

3)将步骤2)得到的产物在室温条件下冷却后进行真空抽滤，并且用乙醇和去离子水进行多次洗涤；在烘箱中65～75℃的条件下，干燥15～24h；

4)在搅拌的状态下向体积分数比为1:1.5的异丙醇与盐酸的混合溶液中加入1质量份的钨酸钠，得到分散液，磁力搅拌30min；