金红石型TiO₂纳米棒氧化石墨烯复合材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种金红石型TiO₂纳米棒氧化石墨烯复合材料及其制备方法，首先利用水热法以TBT作为钛源、CTAB为结构导向剂，合成了棒状的TiO₂；然后以改性的Hummers法合成GO；最后，在室温下，以TiO₂纳米棒和GO为原料，两者在水和甲苯中自组装制备了GO/TiO₂纳米棒复合材料。本发明制备方法相对简单，所用的原料价廉、易得、安全，适合工业化生产。制备的GO/TiO₂纳米棒复合材料形貌为金红石TiO₂纳米棒负载在GO纳米片上。此制备方法易于调控复合物中TiO₂棒和GO的重量比，另外，制备的GO/TiO₂纳米棒复合材料并没有改变初始的TiO₂和GO的形貌。为制备其他形貌的TiO₂负载在GO片上提供了一种新的思路。

主权项

一种金红石型TiO₂纳米棒氧化石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备含钛溶液：室温下，将TBT加入到浓盐酸和蒸馏水中，搅拌均匀，其中TBT、浓盐酸、水的质量比为0.01‑0.8：8‑12：15‑30；(2)在不断搅拌的条件下，将CTAB水溶液逐滴加入到由步骤(1)所得的含钛溶液中，继续搅拌形成混合溶液，将得到的混合溶液于120℃‑180℃条件下保温12h‑24h后，冷却到室温得沉淀物，将得到的沉淀物于蒸馏水清洗后，烘干得到产物TiO₂，研磨制成TiO₂粉末；其中CTAB水溶液中，CTAB与水的质量比为0.01‑0.5：40‑60；TBT与CTAB的质量比为0.01‑0.8：0.01‑0.5；(3)将步骤(2)得到的TiO₂粉末分散在甲苯中，得到浓度为0.01‑0.05/5‑10g/mL的TiO₂分散液；(4)将步骤(3)得到的TiO₂分散液倒入GO分散液中，室温下搅拌12h‑24h，再经过抽滤，洗涤，干燥，得到金红石型TiO₂纳米棒氧化石墨烯复合材料，所述GO分散液中GO与水的比例为0.001‑0.005/10‑20g/mL，TiO₂与GO的质量比为0.01‑0.05/0.001‑0.005。