[发明专利]一种硫掺杂二氧化钛‑石墨烯气凝胶复合材料的制备方法及应用

摘要

本发明涉及一种硫掺杂二氧化钛‑石墨烯气凝胶复合材料的制备及应用。包括以下步骤制备硫掺杂二氧化钛、制备石墨烯气凝胶、制备硫掺杂二氧化钛‑石墨烯气凝胶复合材料、复合材料应用于水体常见污染物甲基橙的降解。本发明的有益效果是硫掺杂二氧化钛‑石墨烯气凝胶复合材料的制备方法简单且对甲基橙等有机分子的降解速率较快，该复合材料易于回收利用且对环境无污染。

主权项

一种硫掺杂二氧化钛‑石墨烯气凝胶复合材料的制备及应用，步骤如下：a、制备硫掺杂二氧化钛：在四氯化钛溶液中加入一定量超纯水，然后在其溶液中加硫脲和聚乙二醇(600)。将混合液转移至100mL水热反应釜中，180℃反应3h。将析出的白色固体沉淀离心分离并用无水乙醇和超纯水交替洗涤各3次，放入烘箱烘干，得到硫掺杂二氧化钛。b、制备氧化石墨：称取高锰酸钾和石墨粉，置于烧杯中搅拌均匀，备用。在三口烧瓶中依次加入浓硫酸、磷酸，在搅拌下缓慢加入高锰酸钾和石墨粉的混合物。设定温度48℃，水浴反应12h。反应结束后，准备1000mL烧杯，加入冰块和过氧化氢，将反应液倒入1000mL烧杯中，静置12h。溶液分层，取下层黄色，离心。反复加入超纯水，搅拌、离心，直至溶液呈近中性。将溶液倒入培养皿中，静置48h，得到氧化石墨。c、制备硫掺杂二氧化钛‑石墨烯气凝胶复合材料：称取步骤a制得的硫掺杂二氧化钛和步骤b制得的氧化石墨，分散于超纯水中，超声使分散均匀。将分散液转移至100mL水热反应釜中，180℃反应12h。反应结束后，取出产物，在‑45℃下冷冻干燥24h，得到硫掺杂二氧化钛‑石墨烯气凝胶复合材料。d、复合材料应用于降解水中的甲基橙：配制一定浓度的甲基橙溶液，用步骤c制得的硫掺杂二氧化钛‑石墨烯气凝胶复合材料降解水中的甲基橙，同时使用紫外可见分光光度计检测甲基橙溶液的特征吸收峰强度。当特征吸收峰消失时，即说明溶液中的甲基橙降解完全，记录下降解所用时间。