本發明涉及一種制備方法，具體涉及一種原位氧化石墨烯聚合二氧化鈦的制備方法。
背景技術：
石墨烯應用范圍廣闊。根據石墨烯強度超大，超薄的特性，石墨烯可被廣泛應用于各領域，比如超薄超輕型飛機材料，超輕防彈衣等。根據其優異的導電性，使它在微電子的領域也具有巨大的應用潛力。石墨烯有可能會成為硅的替代品，制造超微型晶體管，用來生產未來超級計算機，碳元素更高電子遷移率可以使未來的計算機獲得更高的速度。另外石墨烯材料還是優良的改性劑，在新能源領域如鋰離子電池、超級電容器方面，由于其高傳導性、高比表面積，可用于作為電極材料助劑。現有石墨烯與復合的方法是將石墨烯添加到二氧化鈦凝膠混合，但是由于石墨烯不易分散，因此與二氧化鈦凝膠的混合的效果較差。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是將石墨烯添加到二氧化鈦凝膠混合，不易分散，與二氧化鈦凝膠的混合的效果較差，目的在于提供一種原位氧化石墨烯聚合二氧化鈦的制備方法，能夠將氧化石墨烯與二氧化鈦充分混合，從而提高到達摻雜目的。
本發明通過下述技術方案實現：
一種原位氧化石墨烯聚合二氧化鈦的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
制備氧化石墨烯懸浮液；
將偏鈦酸倒入氧化石墨烯懸浮液中，緩慢滴加30％的雙氧水溶液，攪拌，滴加氨水調節ph值到8.5～10，攪拌3～10小時得到過氧化鈦及氧化石墨烯溶膠，其中偏鈦酸、雙氧水溶液、氧化石墨烯懸浮液質量比為5～7：40～60：100～105；
將得到的過氧化鈦及氧化石墨烯溶膠在80～120℃下保溫4～24小時；
向上述加熱后的過氧化鈦及氧化石墨烯溶膠滴加氨水，使氧化石墨烯聚合二氧化鈦從溶液中析出，過濾干燥，既得氧化石墨烯聚摻雜二氧化鈦。
氧化石墨烯懸浮液的制備采用Hummers法，包括如下步驟：量取23mL體積分數為96Vol％的濃硫酸倒入燒杯，燒杯放入冰浴中冷卻至4℃以下，稱取1g石墨粉和0.5g硝酸鈉放入燒杯，1h以后緩慢加入3g高錳酸鉀，控制溫度不超過10℃，反應時間共2h；把燒杯移至38℃恒溫水浴鍋反應0.5h，保持攪拌；在所得混合液中緩慢加入80mL的去離子水，保持混合液溫度95℃反應30min，保持攪拌；反應后加入約60mL去離子水中止反應，加入15mL30％的雙氧水，待反應約15min后再加入40mL體積分數為10Vol％的鹽酸溶液。低速離心洗滌去除過量的酸及副產物，將洗滌后呈中性的氧化石墨分散于水中，超聲震蕩剝離40min，超聲結束后在2500r·min-1轉速下離心30min，上層液即是氧化石墨烯懸浮液。
將氧化石墨烯摻雜二氧化鈦，在氮氣保護氣氛下500℃煅燒，得到石墨烯摻雜的二氧化鈦。
將過氧化鈦及氧化石墨烯溶膠直接涂布于玻璃纖維濾布或泡沫鎳網基板上，干燥，煅燒既得到石墨烯參雜的二氧化鈦催化膜。
本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：
1、本發明一種原位氧化石墨烯聚合二氧化鈦的制備方法，利用氧化石墨烯表面的羥基和羧基可以和過氧化鈦的羥基在水熱作用下發生縮羥基或脫水反應，實現二氧化鈦在氧化石墨烯表面原位聚合；
2、本發明一種原位氧化石墨烯聚合二氧化鈦的制備方法，過氧鈦酸在水熱反應中過氧鈦酸脫水和過氧結晶在氧化石墨烯表面，降低二氧化鈦自團聚；
3、本發明一種原位氧化石墨烯聚合二氧化鈦的制備方法，氧化石墨烯相對其他方式添加，用量更少，節約成本。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發明，并不作為對本發明的限定。
實施例1
本發明一種原位氧化石墨烯聚合二氧化鈦的制備方法，將5g偏鈦酸倒入100g氧化石墨烯懸浮液中，緩慢滴加40g 30％的雙氧水溶液，攪拌，滴加氨水調節ph值到9，攪拌5小時得到過氧化鈦及氧化石墨烯溶膠；
將得到的過氧化鈦及氧化石墨烯溶膠在100℃下保溫4小時；
向上述加熱后的過氧化鈦及氧化石墨烯溶膠滴加氨水，使氧化石墨烯聚合二氧化鈦從溶液中析出，過濾干燥，既得氧化石墨烯聚摻雜二氧化鈦。
實施例2
本發明一種原位氧化石墨烯聚合二氧化鈦的制備方法，將7g偏鈦酸倒入100g氧化石墨烯懸浮液中，緩慢滴加60g 30％的雙氧水溶液，攪拌，滴加氨水調節ph值到8.5，攪拌7小時得到過氧化鈦及氧化石墨烯溶膠；
將得到的過氧化鈦及氧化石墨烯溶膠在80℃下保溫8小時；
向上述加熱后的過氧化鈦及氧化石墨烯溶膠滴加氨水，使氧化石墨烯聚合二氧化鈦從溶液中析出，過濾干燥，既得氧化石墨烯聚摻雜二氧化鈦。
實施例3
本發明一種原位氧化石墨烯聚合二氧化鈦的制備方法，將7g偏鈦酸倒入105g氧化石墨烯懸浮液中，緩慢滴加60g 30％的雙氧水溶液，攪拌，滴加氨水調節ph值到9，攪拌10小時得到過氧化鈦及氧化石墨烯溶膠；
將得到的過氧化鈦及氧化石墨烯溶膠在120℃下保溫15小時；
向上述加熱后的過氧化鈦及氧化石墨烯溶膠滴加氨水，使氧化石墨烯聚合二氧化鈦從溶液中析出，過濾干燥，既得氧化石墨烯聚摻雜二氧化鈦。
實施例4
本發明一種原位氧化石墨烯聚合二氧化鈦的制備方法，將5g偏鈦酸倒入105g氧化石墨烯懸浮液中，緩慢滴加50g 30％的雙氧水溶液，攪拌，滴加氨水調節ph值到10，攪拌10小時得到過氧化鈦及氧化石墨烯溶膠；
將得到的過氧化鈦及氧化石墨烯溶膠在100℃下保溫3小時；
向上述加熱后的過氧化鈦及氧化石墨烯溶膠滴加氨水，使氧化石墨烯聚合二氧化鈦從溶液中析出，過濾干燥，既得氧化石墨烯聚摻雜二氧化鈦。
以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。