氮掺杂石墨烯复合半导体纳米粒子的光催化剂及制备方法

摘要

本发明公开了一种用于光催化分解水的半导体纳米粒子/氮掺杂石墨烯复合物催化剂及其制备方法。以氮掺杂石墨烯（NGR）为载体，钛酸四丁酯为原料，通过溶剂热法将TiO₂纳米粒子负载到NGR表面，经洗涤干燥后得到TiO₂纳米粒子均匀分布在NGR二维平面上的TiO₂/NGR复合物；可再通过光沉积法在TiO₂/NGR复合物上负载少量Pt纳米粒子，获得TiO₂/NGR/Pt三组分光催化剂。与纯TiO₂纳米粒子或者还原氧化石墨烯与TiO₂纳米粒子制备的复合物相比，新方法制备的催化剂具有TiO₂纳米粒子粒径小且分布均匀、催化活性高，稳定性好，使用周期长等优点。

主权项

一种制备TiO₂/NGR复合物的方法，其特征在于：将适量的氮掺杂石墨粉末分散在蒸馏水中，常温超声3～5天，形成灰褐色的分散体系；将该分散体系静置过夜，用倾析法除去底部少量沉淀物；分散液中加入5.6倍蒸馏水体积的乙醇后，超声1h，形成稳定的NGR分散液；将0.05～0.5mol/L的钛酸四丁酯乙醇溶液在搅拌下缓慢滴加到0.05～0.5g/L的NGR分散液中，室温搅拌均匀后转移至高压反应釜中，在120～220℃下反应5～15h，自然降至室温，离心分离后，灰色固体依次用蒸馏水和乙醇洗涤，然后烘干。