可见光响应的镍钛水滑石与石墨烯复合光催化剂及其制备方法

摘要

本发明公开了属于可见光分解水制氧光催化剂领域的一种可见光响应的镍钛水滑石与石墨烯复合光催化剂及其制备方法。本发明采用石墨烯为电子传输体模板，在表面沉积粒径均一，分散性好的镍钛水滑石与石墨烯复合光催化剂，提供了比较大的表面积和更多的活性中心。同时通过调控水滑石层板上不同价态金属的组成比例以及载体石墨烯的负载量，可以得到一系列性能优越、在可见光下具有高效分解水制氧效果的光催化剂，且光催化性能大大优于传统的WO₃光催化剂。本发明生产的催化剂性能稳定性好，再循环寿命长且价格低廉，易于大规模生产。

主权项

一种可见光响应的镍钛水滑石与石墨烯复合光催化剂的制备方法，其特征在于，其具体制备步骤为：1)冰浴条件下，23ml浓硫酸中加入0.5g硝酸钠，然后加入0.5g石墨，搅拌均匀后加入3g高锰酸钾，混合均匀，然后转移到35℃的水浴锅中反应2h，之后将温度调到90℃反应30min，加入100ml去离子水和3ml的30wt%过氧化氢将反应终止，抽滤、洗涤、干燥制得氧化石墨；2)将氧化石墨放入1000℃的马弗炉里高温膨胀5min的时间，氧化石墨即被还原为石墨烯；3)将5mg石墨烯超声分散在50ml去离子水中，超声功率200W，超声时间30min；然后加入2.32g硝酸镍，用浓盐酸调节体系pH为4，搅拌30min；然后加入250μlTiCl₄溶液，其中含0.0023molTiCl₄，搅拌溶解；最后加入5.0g尿素，90℃温度下于水热恒温体系中反应18h；产物用去离子水离心洗涤至中性，干燥后即为可见光响应的镍钛水滑石与石墨烯复合光催化剂；上述可见光响应的镍钛水滑石与石墨烯复合光催化剂，其中石墨烯质量为镍钛水滑石质量的0.5%；所述镍钛水滑石的化学式为：[Ni²⁺_1‑xTi⁴⁺_x(OH)₂]^x+·(CO₃^2‑)_x/2·mH₂O，其中，x=0.2，m为结晶水数量，取值为6。