一种用于甲苯及其衍生物选择性氧化的光催化剂

摘要

本发明公开了一种用于甲苯及其衍生物选择性氧化的光催化剂，以Cd(Ac)₂·2H₂O、Na₂S·9H₂O、钛酸正丁酯和氧化石墨烯为原料，分别得到纳米粒子组合的片状CdS、TiO₂胶体、氧化石墨烯水溶液，而后通过真空自组装，最后在120℃下水热，冷却、过滤、洗涤、干燥得到可见光催化剂GR-CdS-TiO₂。本发明首次将GR-CdS-TiO₂复合型光催化剂用于光催化选择性氧化甲苯及其衍生物，具有高催化效率，对相应醛的选择性达98%。制备简单，以可见光为驱动能、氧气为氧化剂，用于甲苯及其衍生物的选择性氧化，有利于环境和能源的可持续发展。

主权项

一种GR‑CdS‑TiO₂复合型光催化剂的制备方法，其特征在于：所述GR‑CdS‑TiO₂光催化剂具有类似片状结构，纳米粒子组合成的片状CdS、TiO₂粒子、片状GR三者具有非常好的界面接触；制备方法包括以下步骤：（1）Cd(Ac)₂·2H₂O溶解在去离子水中得到澄清的A溶液，Na₂S·9H₂O溶解在去离子水中得到澄清的B溶液，将B溶液滴加到A溶液中，再继续搅拌24‑48 h，而后过滤、洗涤、干燥得到CdS样品；（2）将液态钛酸正丁酯分散于无水乙醇中，密封，用针戳几个小孔，搅拌36‑72 h，得到TiO₂胶体；（3）氧化石墨烯分散于去离子水中，超声得到GO水溶液；（4）将上述CdS、TiO₂胶体、GO溶液按一定比例混合，搅拌12‑36 h，然后40‑60 ℃水浴旋转蒸干，得到自组装样品；（5）将自组装样品分散于去离子水中，置于反应釜中120‑150 ℃水热8‑16 h，然后冷却、过滤、洗涤、干燥得到GR‑CdS‑TiO₂复合型光催化剂。