一种高效石墨烯基铈系纳米复合材料的制备方法及其产品和应用技术

本发明专利技术公开了一种高效石墨烯基铈系纳米复合材料的制备方法及其产品和应用，包括，将氧化石墨置于去离子水中超声分散均匀，得氧化石墨水溶液；将硝酸铈铵加入氧化石墨水溶液中搅拌均匀，加入硝酸镉和硫化钠，不断搅拌，使体系充分混合均匀，并调节pH，得混合反应体系；将混合反应体系进行水热反应，抽滤、洗涤和干燥后，研磨得到石墨烯基铈系纳米复合材料。本发明专利技术复合材料中石墨烯与CeO2和CdS三组分之间具有良好的协同效应，从而增加了复合物材料的光催化性能。催化性能。催化性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高效石墨烯基铈系纳米复合材料的制备方法及其产品和应用


[0001]本专利技术属于光催化降解
，具体涉及到一种高效石墨烯基铈系纳米复合材料的制备方法及其产品和应用。

技术介绍

[0002]随着科技的进步和工业的发展，人类社会物质更加丰富，生活水平不断提高，但在工业的发展过程中也带来严重的环境污染和能源短缺问题。半导体光催化技术被认为是解决全球能源短缺和环境污染的安全有效方法之一。半导体光催化材料可以有效地利用太阳能将有机物彻底分解为CO2和水等无机小分子，无二次污染；同时利用光催化技术还可以直接将水分解来制备清洁能源氢气，从而在根本上解决能源短缺和环境污染这两大难题。
[0003]CeO2因其优异的物理化学性能而受到研究者的广泛关注。由于CeO2具有高的储氧能力和丰富的氧空位，具有可逆的Ce
3+
/Ce
4+
对以及耐光腐蚀等优良的催化性能，被报道为一种高效的光催化剂。
[0004]然而，在可见光照射下，由于纯CeO2的光生电子-空穴对具有较高的复合率，进而阻碍了其在光催化方面的广泛应用。通过元素掺杂、构建异质结和贵金属沉积等技术，可以有效提高铈系半导体材料的可见光吸收性能或抑制光生电子和空穴的复合，从而进一步提高其光催化性能。这些方法都起到了一定的提高光催化效果的作用，但对可见光的反应活性以及稳定性仍然不能满足实际需要。

技术实现思路

[0005]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0006]鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
[0007]因此，本专利技术的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种高效石墨烯基铈系纳米复合材料的制备方法。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种高效石墨烯基铈系纳米复合材料的制备方法，包括，
[0009]将氧化石墨置于去离子水中超声分散均匀，得氧化石墨水溶液；
[0010]将硝酸铈铵加入氧化石墨水溶液中搅拌均匀，加入硝酸镉和硫化钠，不断搅拌，使体系充分混合均匀，并调节pH，得混合反应体系；
[0011]将混合反应体系进行水热反应，抽滤、洗涤和干燥后，研磨得到石墨烯基铈系纳米复合材料。
[0012]作为本专利技术所述高效石墨烯基铈系纳米复合材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述将氧化石墨置于去离子水中超声分散均匀，其中，超声时间为20～50min，超声功率
为200～300W，超声频率为20～60kHz。
[0013]作为本专利技术所述高效石墨烯基铈系纳米复合材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述将硝酸铈铵加入氧化石墨水溶液中搅拌均匀，其中，搅拌时间为30min。
[0014]作为本专利技术所述高效石墨烯基铈系纳米复合材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述加入硝酸镉和硫化钠，其中，硝酸镉和硫化钠的摩尔比为1:1～1:3。
[0015]作为本专利技术所述高效石墨烯基铈系纳米复合材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述调节pH，其为调节pH＝8～10。
[0016]作为本专利技术所述高效石墨烯基铈系纳米复合材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述混合反应体系，其中，硝酸铈铵、硝酸镉和硫化钠的摩尔比为3:1:1～1:3:3。
[0017]作为本专利技术所述高效石墨烯基铈系纳米复合材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述水热反应温度为160℃～200℃，水热反应时间为16h～24h。
[0018]作为本专利技术所述高效石墨烯基铈系纳米复合材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述干燥，其干燥温度是60～80℃，干燥时间是10～14h。
[0019]本专利技术的再一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种高效石墨烯基铈系纳米复合材料的制备方法制得的纳米复合材料。
[0020]本专利技术的另一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种高效石墨烯基铈系纳米复合材料在可见光下降解水中环丙沙星的应用。
[0021]本专利技术有益效果：
[0022]本专利技术所制备的CeO
2-CdS异质结复合材料尺寸为5～25nm，当引入石墨烯时，CeO
2-CdS/RGO复合物各组分分布均匀；在光催化降解过程中，CeO
2-CdS/RGO复合物有利于电子从CeO2和CdS向石墨烯片上转移；本专利技术复合材料中石墨烯与CeO2和CdS三组分之间具有良好的协同效应，从而增加了复合物材料的光催化性能。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0024]图1是本专利技术实施例1所制得的CeO
2-CdS/RGO复合材料的XRD图。
[0025]图2是本专利技术制得的CeO2、CdS、CeO
2-CdS、CeO2/RGO和CeO
2-CdS/RGO复合材料在可见光照射下对环丙沙星的光催化降解图。
[0026]图3是本专利技术CeO
2-CdS/RGO复合材料的光催化降解普适性能图。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。
[0028]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0029]其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0030]实施例1：
[0031](1)将1.122g氧化石墨于60mL去离子水中并超声，使其分散均匀，其中，超声时间为50min，超声功率为200W，超声频率为40kHz；
[0032](2)称取0.548g硝酸铈铵，并加入(1)中，持续搅拌30min；
[0033](3)再将0.308g硝酸镉、0.240g硫化钠加入(2)中，搅拌30min；
[0034](4)对步骤(3)的混合液用3M的NaOH调节pH至9，搅拌30min，最后进行水热反应，反应条件为180℃，24h；
[0035](5)将水热釜取出，进行抽滤、洗涤和干燥后得到CeO2-CdS/RGO纳米复合材料。
[0036]将所制备的CeO2-CdS/RGO纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效石墨烯基铈系纳米复合材料的制备方法，其特征在于：包括，将氧化石墨置于去离子水中超声分散均匀，得氧化石墨水溶液；将硝酸铈铵加入氧化石墨水溶液中搅拌均匀，加入硝酸镉和硫化钠，不断搅拌，使体系充分混合均匀，并调节pH，得混合反应体系；将混合反应体系进行水热反应，抽滤、洗涤和干燥后，研磨得到石墨烯基铈系纳米复合材料。2.如权利要求1所述高效石墨烯基铈系纳米复合材料的制备方法，其特征在于：所述将氧化石墨置于去离子水中超声分散均匀，其中，超声时间为20～50min，超声功率为200～300W，超声频率为20～60kHz。3.如权利要求1所述高效石墨烯基铈系纳米复合材料的制备方法，其特征在于：所述将硝酸铈铵加入氧化石墨水溶液中搅拌均匀，其中，搅拌时间为30min。4.如权利要求1所述高效石墨烯基铈系纳米复合材料的制备方法，其特征在于：所述加入硝酸镉和硫化钠，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海群，何光裕，姚靖，朱俊武，陈群，杨晓伟，付永胜，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：