复合光催化剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光催化剂的制备方法，具体涉及一种石墨稀/111203/110 2复合光催 化剂的制备方法，属于光催化领域。
【背景技术】
[0002] 目前，以半导体金属氧化物Ti02、ZnO、Zr02、ZnS、ln 203、WO3等为催化剂，光催化氧 化降解有机污染物成为环境界研宄的热点领域。11〇 2具有无毒、化学稳定性良好、制备方法 简单和耐光化学腐蚀强等优点，被广泛应用于光催化降解有机污染物。为了提高TiO 2的光 催化活性，研宄者们将其他的氧化物半导体与TiO2结合，例如Zn0、Zr0 2、ZnS和NiO等，获得 TiO2的复合催化剂。但是，Zn0、Zr0 2、ZnS和NiO的带隙分别为3. 2eV、5eV、3. 6eV和3. 5eV， 其带隙较宽，只能够对紫外光响应。而In2O3的带隙比上述催化剂小，为2. 8eV，能够更有效 利用光源，但是其产生的光生电子和空穴重新结合速率较快，所以单独In2O3作为催化剂， 效率并不高。然而，将In 2O3与1102结合既能够扩大响应光谱的波长范围，又能降低光生电 子和空穴的重新结合速率，能够极大地提高复合光催化剂的催化效率。
[0003] 为了进一步提高In203/Ti02的光催化性，引入一种特殊的碳材料--石墨稀。石 墨烯作为一种单层的二维碳原子薄膜，具有极强的导电性，良好的化学稳定性、较高的比表 面积和良好的光学特性。因为石墨烯具有以上优点，所以将石墨烯掺杂到半导体光催化剂 中会大大提高半导体本身的光催化活性，例如掺杂到单一催化剂Ti0 2, ZnO, CdS和Sr2Ta2O7 中均有报道。但将石墨烯掺杂到In2OZTiO2复合催化剂中从而改善其催化活性的试验，并 未见报道。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种石墨烯掺杂到In203/Ti0 2中的复合光催 化剂的制备方法，将石墨稀掺杂到111203/110 2中，能够进一步降低光生电子和空穴对的重新 结合速率，进一步提高光催化剂的光催化效率。
[0005] 本发明的发明目的是提供一种石墨烯/In203/Ti0 2复合光催化剂的制备方法，本发 明采用的技术方案是：
[0006] 一种石墨烯/In2OZTiO2复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0007] (1)制备In203/Ti02复合纳米材料
[0008] A、按一定比例配制InCljP Ti (SO4)2混合溶液，在冰水浴条件下，将浓度为10 %? 15%的NH4OH溶液逐滴加入到上述混合溶液中，直到混合液pH达到8?9,获得的沉淀反复 用去离子水清洗，经过30-50min超声处理，得到In和Ti两种金属的氢氧化物混合溶胶； [0009] B、将步骤（I)-A得到的混合溶胶在真空条件下室温干燥得到干凝胶，将干凝胶在 300?450摄氏度下焙烧2h，得到111 203/1102复合纳米材料。
[0010] ⑵制备石墨烯/In203/Ti02复合光催化剂
[0011] A、将一定量的氧化石墨烯加入到一定比例的去离子水和乙醇混合溶液中，超声处 理I. 2h，得到氧化石墨烯混合溶液；
[0012] B、将一定量的步骤1得到的In203/Ti02纳米复合材料加入到步骤（2) -A得到的氧 化石墨烯混合溶液中，磁力搅拌2. 5h，得到混合液；
[0013] C、将步骤（2)-B得到的混合液装入40mL或IOOmL密闭的四氟乙烯高压容器中在 120摄氏度条件下保持3h，得到固体物，将该固体物用去离子水反复冲洗，过滤后，在室温 下干燥，得到石墨稀/111 203/1102复合光催化剂。
[0014] 上述技术方案中，步骤（I)-A中所述的InCljP Ti (SO4)2混合溶液的摩尔比为 1:10 ?1:20〇
[0015] 上述技术方案中，步骤（2)-A中所述的去离子水与乙醇混合溶液的体积比为2:1。
[0016] 上述技术方案中，步骤（2)-A中所述的氧化石墨烯与去离子水和乙醇混合溶液的 质量/体积（g/ml)比为0· 8mg/mL。
[0017] 上述技术方案中，步骤（2)_B中所述氧化石墨稀与In203/Ti0 2纳米复合材料的质 量比为1:80?1:100。
[0018] 有益效果：本发明与现有技术相比有如下优点：
[0019] 1、本发明利用一种非常简单的方法将1102和In2O 3结合起来，制备出纳米复合材 料Ti02/In203，并首次将石墨稀和In 203/Ti02纳米材料结合，合成了一种新的石墨稀/In2O 3/ TiO2纳米复合光催化剂，该催化剂提高了 In 203/TiO2纳米材料对光的响应范围，对可见光的 利用能力较In 2OZTiO2纳米材料强，而且其具有较高的稳定性和催化活性等优点。
[0020] 2、本发明公开的一种石墨烯/In2OZTiO2纳米复合材料制备方法简单、成本低廉、 绿色环保，在催化降解污染物时不产生二次污染。
【具体实施方式】
[0021] 下面将用实施例对本发明进行进一步描述：
[0022] 实施例1 :
[0023] 一种石墨烯/In2O3ZtiO2复合光催化剂的制备方法，包括下列制备步骤：
[0024] (I) In203/Ti0#j备方法：
[0025] 配制 InClJP Ti (S0 4) 2混合溶液 100mL，InCl 3和 Ti (S0 4) 2 浓度分别为 0· 002mol/ L和0. 02mol/L，在冰水浴条件下，将浓度为10 %的NH4OH溶液逐滴加入到上述混合溶液中， 直到混合液pH达到8,获得的沉淀反复用去离子水清洗，经过30min超声处理，得到的两 种金属的氢氧化物混合溶胶。真空条件下室温干燥，将干凝胶在300摄氏度下焙烧，得到 In203/Ti02M合纳米材料。
[0026] (2)石墨稀/In2O3AiO2制备方法：
[0027] 将2mg氧化石墨烯加入到20mL去离子水和IOmL乙醇混合溶液中，超声处理1.此， 将0. 2g的In203/Ti02纳米复合材料加入到氧化石墨稀溶液中，磁力搅拌2. 5h。将悬浮液装 入40mL密闭的四氟乙烯高压容器中在120摄氏度条件下保持3h，得到固体用去离子水反复 冲洗，过滤后，在室温下干燥，得到石墨烯/111 203/1102复合光催化剂。
[0028] 利用步骤（2)中得到的石墨烯/111203/110 2复合光催化剂光催化处理含有四氯化 碳的水样，催化剂用量为〇. 5g/L，水样中四氯化碳初始浓度为50 μ g/L，光源为2. 6W氙灯光 源紫外光，反应时间为120min，pH为7,反应完成后四氯化碳的去除率达到95%。
[0029] 实施例2 :
[0030] 一种石墨烯/In2O3ZtiO2复合光催化剂的制备方法，包括下列制备步骤：<