定容后的混合溶液中的濃度為1.0M，步驟(2)、
(3),(4)同實施例1o
[0019]所得產物為Ti02A50B50/G，取50mg該產物在模擬太陽光下用于降解50ml 1PPm的甲基橙溶液，120min后，降解率達94.44%。
[0020]實施例5
步驟(I)中加入尿素量為9.0g，尿素在定容后的混合溶液中的濃度為1.5M，步驟(2)、
(3),(4)同實施例1o
[0021]所得產物為Ti02A35B65/G，取50mg該產物在模擬太陽光下用于降解50ml 1PPm的甲基橙溶液，120min后，降解率達100%。
[0022]實施例6
步驟(I)中加入尿素量為42.0g，尿素在定容后的混合溶液中的濃度為7.0M，步驟(2)、
(3),(4)同實施例1o
[0023]所得產物為Ti02B100/G，取50mg該產物在模擬太陽光下用于降解50ml 1PPm的甲基橙溶液，120min后，降解率達86.70%。
[0024]實施例1-6中，所得產物的X射線衍射分析圖中板鈦礦的峰逐漸形成，這說明復合光催化材料有板鈦礦晶相生成，詳見附圖1。由附圖1可知，TiA100/G的衍射峰位于2Θ為25.31° (101) ,37.90。(103) ,48.02。(200) ,54.64。(105)和 62.83。(204)(2Θ)。由此可知為負載在石墨烯上的是銳鈦礦相，且衍射峰較強，且較尖銳，說明其結晶度較好。隨著尿素量的增加，在30.81° (121)處出現很明顯的小峰，說明板鈦礦相逐漸生成，板鈦礦特征峰在 30.81° (121)，42.34。(221)，46.07° (032) (2 Θ )。未觀察到11°左右出現特征峰，這表明氧化石墨稀GO被還原，還原氧化石墨稀的特征峰位于25°左右，可能與銳鈦礦25.31° (101)特征峰發生重疊。由此可見通過控制尿素用量，負載在石墨烯上的銳鈦礦，板鈦礦以及雙晶型材料成功地制備出來。
實施例1-6中所得產物在模擬太陽光下用于降解50ml 1PPm的甲基橙溶液的降解效果比較，詳見附圖2。由附圖2可知，模擬太陽光照射下，純甲基橙溶液幾乎沒有變化。隨著尿素用量的增加，合成產物 Ti02A100/G，Ti02A90B10/G，Ti02A75B25/G，Ti02A50B50/G,Ti02A35B65/G的降解效果依次增強，尿素用量增加到42g合成的Ti02AB100/G的催化效果反而下降。Ti02A35B65/G的最終降解效果最好，不到120min就可將甲基橙完全降解，其原因可能是Ti02A35B65/G光催化劑的顆粒尺寸較小、比表面積較大，鈦的前驅體二羥基乳酸絡鈦酸銨和氧化石墨烯GO的接觸性較好，石墨烯有好的導電性，是激發電子的接受體，使激發電子轉移到石墨烯的表面，從而抑制了光生電子和空穴的復合，提高了光催化效率。Ti02A100/G降解效果最差，因為它是負載在石墨烯上的板鈦礦，板鈦礦催化效果本來就差，還可能是二氧化鈦與石墨烯復合得不好，石墨烯未起到分離電子和空穴的作用。
[0025]
本實驗過程中尿素濃度很重要，主要通過調節尿素在二羥基乳酸絡鈦酸銨溶液中的濃度來控制雙晶銳鈦礦-板鈦礦Ti02/G的相組成，并通過降解甲基橙溶液測試合成的雙晶銳鈦礦-板鈦礦Ti02/G復合材料的光催化活性。從上述實施例可知，由35%銳鈦礦和65%板鈦礦組成的雙晶Ti02/G復合材料的光催化活性最好，此時尿素在定容后的混合溶液中的濃度為7.0M，這都歸因于銳鈦礦、板鈦礦納米晶體之間增強的界面電荷轉移率。T12不同晶相之間形成的異質結對于提高光氧化活性來說非常重要。此外，由于石墨烯的不成對η電子和Ti原子的相互作用或者T12和石墨烯間的化學鍵作用，石墨烯與T12的雜合物的帶隙減小這對于提高光氧化活性來說也是非常重要。
【主權項】
1.一種修飾在石墨烯G上的雙晶型T1 2光催化材料的制備方法，其特征在于:包含以下步驟: (1)稱取尿素用水溶解后，再加入1ml二羥基乳酸絡鈦酸銨，然后將該混合溶液轉移至容量瓶中用水定容至10ml ; (2)稱取20mg氧化石墨烯置于燒杯中，將步驟(I)得到的已定容的10ml混合溶液倒入裝有氧化石墨烯的燒杯中，用保鮮膜將燒杯密封，超聲處理8-10h，超聲功率為200w，確保氧化石墨烯分散，并和二羥基乳酸絡鈦酸銨充分接觸； (3)超聲處理后，將步驟(2)得到的混合溶液轉移至一個250ml的聚四氟乙烯襯里不銹鋼高壓反應釜中，密封并將其置于電熱爐中，在160°C下反應24h ; (4)步驟(3)的反應結束后，使聚四氟乙烯襯里不銹鋼高壓反應釜自然冷卻至室溫，然后高速離心得沉淀，沉淀用去離子水洗滌3遍，再將沉淀在60°C下干燥24h，研磨，最后在.400°C下比和&混合氣體中煅燒Ih，即得。2.根據權利要求1所述的一種修飾在石墨烯G上的雙晶型T12光催化材料的制備方法，其特征在于:所述的二輕基乳酸絡鈦酸錢中水的質量分數為50%，由Sigma-Aldrich公司提供；所述的&和N 2混合氣體中的H 2體積分數為5%，N 2的體積分數為95%。3.根據權利要求1所述的一種修飾在石墨烯G上的雙晶型T12光催化材料的制備方法，其特征在于:所述的步驟(I)中尿素在定容后的混合溶液中的濃度分別可為0.1M、.0.25Μ、0.5Μ、1.0Μ、1.5Μ 或 7.0M0
【專利摘要】本發明提供一種修飾在石墨烯G上的雙晶型TiO2光催化材料的制備方法。本發明先以二羥基乳酸絡鈦酸銨，氧化石墨烯GO和尿素為原料采用水熱合成法制備出單晶銳鈦礦TiO2/G,雙晶銳鈦礦-板鈦礦TiO2/G，單晶板鈦礦TiO2/G。實驗過程中，通過調節尿素在二羥基乳酸絡鈦酸銨TALH溶液中的濃度來控制雙晶銳鈦礦-板鈦礦TiO2/G的相組成。并通過降解甲基橙溶液測試合成的雙晶銳鈦礦-板鈦礦TiO2/G復合材料的光催化活性。該復合材料屬于無機光催化材料，該復合材料性能穩定，光催化活性較高，并且抗化學和光腐蝕，在光解水、殺菌、制備太陽能敏化電池和環境保護等方面有重要意義。
【IPC分類】B01J21/18
【公開號】CN105148893
【申請號】CN201510523692
【發明人】謝宇, 周盼盼, 胡冬生, 郭若彬, 凌云
【申請人】南昌航空大學
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月25日