復合光催化劑的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光催化劑的制備方法，具體涉及一種石墨稀/111203/110 2復合光催 化劑的制備方法，屬于光催化領域。
【背景技術】
[0002] 目前，以半導體金屬氧化物Ti02、ZnO、Zr02、ZnS、ln 203、WO3等為催化劑，光催化氧 化降解有機污染物成為環(huán)境界研宄的熱點領域。11〇 2具有無毒、化學穩(wěn)定性良好、制備方法 簡單和耐光化學腐蝕強等優(yōu)點，被廣泛應用于光催化降解有機污染物。為了提高TiO 2的光 催化活性，研宄者們將其他的氧化物半導體與TiO2結合，例如Zn0、Zr0 2、ZnS和NiO等，獲得 TiO2的復合催化劑。但是，Zn0、Zr0 2、ZnS和NiO的帶隙分別為3. 2eV、5eV、3. 6eV和3. 5eV， 其帶隙較寬，只能夠?qū)ψ贤夤忭憫６鳬n2O3的帶隙比上述催化劑小，為2. 8eV，能夠更有效 利用光源，但是其產(chǎn)生的光生電子和空穴重新結合速率較快，所以單獨In2O3作為催化劑， 效率并不高。然而，將In 2O3與1102結合既能夠擴大響應光譜的波長范圍，又能降低光生電 子和空穴的重新結合速率，能夠極大地提高復合光催化劑的催化效率。
[0003] 為了進一步提高In203/Ti02的光催化性，引入一種特殊的碳材料--石墨稀。石 墨烯作為一種單層的二維碳原子薄膜，具有極強的導電性，良好的化學穩(wěn)定性、較高的比表 面積和良好的光學特性。因為石墨烯具有以上優(yōu)點，所以將石墨烯摻雜到半導體光催化劑 中會大大提高半導體本身的光催化活性，例如摻雜到單一催化劑Ti0 2, ZnO, CdS和Sr2Ta2O7 中均有報道。但將石墨烯摻雜到In2OZTiO2復合催化劑中從而改善其催化活性的試驗，并 未見報道。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 針對現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明提供了一種石墨烯摻雜到In203/Ti0 2中的復合光催 化劑的制備方法，將石墨稀摻雜到111203/110 2中，能夠進一步降低光生電子和空穴對的重新 結合速率，進一步提高光催化劑的光催化效率。
[0005] 本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種石墨烯/In203/Ti0 2復合光催化劑的制備方法，本發(fā) 明采用的技術方案是：
[0006] 一種石墨烯/In2OZTiO2復合光催化劑的制備方法，包括如下步驟：
[0007] (1)制備In203/Ti02復合納米材料
[0008] A、按一定比例配制InCljP Ti (SO4)2混合溶液，在冰水浴條件下，將濃度為10 %? 15%的NH4OH溶液逐滴加入到上述混合溶液中，直到混合液pH達到8?9,獲得的沉淀反復 用去離子水清洗，經(jīng)過30-50min超聲處理，得到In和Ti兩種金屬的氫氧化物混合溶膠； [0009] B、將步驟（I)-A得到的混合溶膠在真空條件下室溫干燥得到干凝膠，將干凝膠在 300?450攝氏度下焙燒2h，得到111 203/1102復合納米材料。
[0010] ⑵制備石墨烯/In203/Ti02復合光催化劑
[0011] A、將一定量的氧化石墨烯加入到一定比例的去離子水和乙醇混合溶液中，超聲處 理I. 2h，得到氧化石墨烯混合溶液；
[0012] B、將一定量的步驟1得到的In203/Ti02納米復合材料加入到步驟（2) -A得到的氧 化石墨烯混合溶液中，磁力攪拌2. 5h，得到混合液；
[0013] C、將步驟（2)-B得到的混合液裝入40mL或IOOmL密閉的四氟乙烯高壓容器中在 120攝氏度條件下保持3h，得到固體物，將該固體物用去離子水反復沖洗，過濾后，在室溫 下干燥，得到石墨稀/111 203/1102復合光催化劑。
[0014] 上述技術方案中，步驟（I)-A中所述的InCljP Ti (SO4)2混合溶液的摩爾比為 1:10 ?1:20〇
[0015] 上述技術方案中，步驟（2)-A中所述的去離子水與乙醇混合溶液的體積比為2:1。
[0016] 上述技術方案中，步驟（2)-A中所述的氧化石墨烯與去離子水和乙醇混合溶液的 質(zhì)量/體積（g/ml)比為0· 8mg/mL。
[0017] 上述技術方案中，步驟（2)_B中所述氧化石墨稀與In203/Ti0 2納米復合材料的質(zhì) 量比為1:80?1:100。
[0018] 有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比有如下優(yōu)點：
[0019] 1、本發(fā)明利用一種非常簡單的方法將1102和In2O 3結合起來，制備出納米復合材 料Ti02/In203，并首次將石墨稀和In 203/Ti02納米材料結合，合成了一種新的石墨稀/In2O 3/ TiO2納米復合光催化劑，該催化劑提高了 In 203/TiO2納米材料對光的響應范圍，對可見光的 利用能力較In 2OZTiO2納米材料強，而且其具有較高的穩(wěn)定性和催化活性等優(yōu)點。
[0020] 2、本發(fā)明公開的一種石墨烯/In2OZTiO2納米復合材料制備方法簡單、成本低廉、 綠色環(huán)保，在催化降解污染物時不產(chǎn)生二次污染。
【具體實施方式】
[0021] 下面將用實施例對本發(fā)明進行進一步描述：
[0022] 實施例1 :
[0023] 一種石墨烯/In2O3ZtiO2復合光催化劑的制備方法，包括下列制備步驟：
[0024] (I) In203/Ti0#j備方法：
[0025] 配制 InClJP Ti (S0 4) 2混合溶液 100mL，InCl 3和 Ti (S0 4) 2 濃度分別為 0· 002mol/ L和0. 02mol/L，在冰水浴條件下，將濃度為10 %的NH4OH溶液逐滴加入到上述混合溶液中， 直到混合液pH達到8,獲得的沉淀反復用去離子水清洗，經(jīng)過30min超聲處理，得到的兩 種金屬的氫氧化物混合溶膠。真空條件下室溫干燥，將干凝膠在300攝氏度下焙燒，得到 In203/Ti02M合納米材料。
[0026] (2)石墨稀/In2O3AiO2制備方法：
[0027] 將2mg氧化石墨烯加入到20mL去離子水和IOmL乙醇混合溶液中，超聲處理1.此， 將0. 2g的In203/Ti02納米復合材料加入到氧化石墨稀溶液中，磁力攪拌2. 5h。將懸浮液裝 入40mL密閉的四氟乙烯高壓容器中在120攝氏度條件下保持3h，得到固體用去離子水反復 沖洗，過濾后，在室溫下干燥，得到石墨烯/111 203/1102復合光催化劑。
[0028] 利用步驟（2)中得到的石墨烯/111203/110 2復合光催化劑光催化處理含有四氯化 碳的水樣，催化劑用量為〇. 5g/L，水樣中四氯化碳初始濃度為50 μ g/L，光源為2. 6W氙燈光 源紫外光，反應時間為120min，pH為7,反應完成后四氯化碳的去除率達到95%。
[0029] 實施例2 :
[0030] 一種石墨烯/In2O3ZtiO2復合光催化劑的制備方法，包括下列制備步驟：<