[发明专利]一种三维多孔结构石墨烯-二氧化铈复合物光催化剂

摘要

本发明一种三维多孔结构石墨烯‑二氧化铈复合物光催化剂，通过氧化石墨烯和三氯化铈水热法反应，制得三维多孔结构石墨烯‑二氧化铈复合物。本发明石墨烯‑二氧化铈复合物具有优良的光催化性能，在常温、常压和光照条件下，就能快速将废水中的有机污染物，特别是农药等有机污染物降解为H₂O﹑CO₂等无污染物质，并可多次重复利用，具有持久的光催化活性。除此之外，还可用作超级电容器、锂离子电池、燃料电池的材料，应用前景广阔。

主权项

1.一种三维多孔结构石墨烯‑二氧化铈复合物光催化剂，其特征在于：所述的光催化剂是由氧化石墨烯与三氯化铈经水热反应制得，制备步骤如下：(1)氧化石墨烯的制备在300‑500mg石墨粉、1.8‑2.0g硝酸钠的混合物中，加入18‑20毫升质量浓度为98％的浓硫酸，在低于5℃的温度下搅拌反应1‑1.5h；其后在0.5h内，再缓慢加入2.0‑3.0g高锰酸钾粉末，在温度小于5℃范围内反应1.5‑2.0h；将上述反应体系升温到35‑40℃，保温1‑1.5h后加入40‑50毫升的去离子水，再升温到90‑100℃，保温10‑15min；然后将反应产物冷却到室温，加入70‑100毫升去离子水稀释，之后再向其中加入10‑15毫升质量浓度为35％的过氧化氢溶液；其后将反应产物进行过滤，所得滤饼先用300‑400毫升质量浓度为5％的盐酸洗涤三次，然后再用去离子水洗涤三次，最后用透析袋透析处理滤饼两天，之后再在60℃条件下真空干燥24h，经研磨处理得到氧化石墨烯；(2)三维多孔结构石墨烯‑二氧化铈复合物催化剂的制备将步骤(1)制得的氧化石墨烯取30‑60mg分散在20‑40毫升去离子水中，超声处理1.5‑2h，得到氧化石墨烯分散液；将三氯化铈40‑80mg溶解到10‑20毫升去离子水中，并加入到上述氧化石墨烯分散液中，其后再加入100‑800微升质量浓度为28％的氨水；反应混合液经超声处理后，放入聚四氟乙烯衬里高压釜中，在180℃温度下反应12小时，得到的水凝胶产物经冷冻干燥后，制得三维多孔结构石墨烯‑二氧化铈复合物催化剂。