中在220°C下晶化48h，冷卻后將所得黑色絮狀物質用30ml乙醇反復磁分離洗滌3次，真空干燥，得到10nm Fe3O4納米微球修飾的磁性石墨烯復合材料。
[0032]圖1不同尺寸Fe3O4納米微球修飾磁性石墨烯復合材料的電鏡圖，圖中顯示:隨著混合溶液中乙二醇體積的不斷增加，磁性石墨烯復合材料表面的Fe3O4納米微球的尺寸隨之不斷增加，體積比1:9時Fe3O4納米微球的粒徑約為20-50nm，如圖中a所示;體積比3: 7時Fe3O4納米微球的粒徑大小不均勻，如圖中b所示;體積比1:1時Fe3O4納米微球的粒徑約為200nm，如圖中c所示;體積比4:1時Fe3O4納米微球的粒徑約為300nm，如圖中d所示。
[0033]3)納米氧化鋅溶膠的制備
[0034]納米氧化鋅溶膠的制備:將6mmol Zn(AC)2.2H2O溶于15mL無水乙醇中，在60°C下回流3h使其充分溶解；同時稱取6mmol L1H.H2O溶于另一 15mL無水乙醇中，超聲分散均勻。最后將兩溶液混合后在0°C下劇烈攪拌30min后得到無色透明的氧化鋅溶膠；
[0035]4)磁性石墨烯基氧化鋅復合材料的制備
[0036]磁性石墨烯基氧化鋅復合材料的制備:將10mg磁性石墨烯，超聲分散在上述氧化鋅溶膠中，超聲20min后，在懸浮液中加入相對于無水乙醇4倍體積的正庚烷120mL，劇烈攪拌均勻后靜置過夜，并利用磁鐵使所得的復合材料快速沉淀下來。最后倒去上清液，并用無水乙醇洗滌，真空干燥，得到磁性石墨烯基氧化鋅復合材料。
[0037]圖2為以不同質量的磁性石墨烯制備的磁性石墨烯基氧化鋅復合材料的透射電鏡圖。其中(a)為加入25mg磁性石墨稀，(b)為加入50mg磁性石墨稀，(c)為加入75mg磁性石墨稀，⑷為加入10mg磁性石墨稀。圖中顯示:在石墨稀表面、Fe3(k納米微球的周圍均勾地聚集了大量的細小顆粒，其粒徑大約在1nm左右，這些即為氧化鋅納米粒子。
[0038]圖3為磁性石墨烯和磁性石墨烯基氧化鋅復合材料的XRD圖。圖中顯示:對照標準卡片JCroS 36-1451，在31.84。，47.56°和67.74°處分別出現對應于六角形纖鋅礦結構氧化鋅的(100)，( 102)和(112)的衍射峰，證明氧化鋅納米粒子已成功負載在磁性石墨烯上。
[0039]一種所制備的磁性石墨烯基氧化鋅復合材料，應用于光催化降解羅丹明B的應用，具體方法是:分別稱取20mg磁性石墨烯復合材料、氧化鋅和以不同質量的磁性石墨烯制備的磁性石墨烯基氧化鋅復合材料分別溶于去離子水制成的20mL濃度為10mg/L的羅丹明B水溶液，將各水溶液分別超聲30min得到均一的懸濁液使其達到吸附平衡;然后放入光催化反應器中光照反應0.5h;反應后測量溶液中羅丹明B的紫外吸光度，根據反應前后溶液中羅丹明B的吸光度變化判斷該磁性石墨烯基氧化鋅復合材料的光催化性能的好壞。
[0040]圖4為以不同質量的磁性石墨烯制備的磁性石墨烯基氧化鋅復合材料和氧化鋅降解羅丹明B的紫外光譜圖。圖中顯示:以不同質量的磁性石墨烯制備的磁性石墨烯基氧化鋅復合材料的光催化效果明顯，當加入量為10mg時降解效率最優其次是加入量為50、75mg，大于純氧化鋅的降解效率。
【主權項】
1.一種磁性石墨稀基氧化鋅復合材料的制備方法，首先通過溶劑熱法合成不同尺寸Fe3O4納米微球修飾的磁性石墨烯復合材料，然后通過溶膠凝膠法制備納米氧化鋅溶膠，最后以磁性石墨烯和氧化鋅溶膠為原料，通過機械攪拌，合成磁性石墨烯基氧化鋅復合材料，包括如下步驟: 1)磁性石墨烯復合材料的制備 采用溶劑熱法合成磁性石墨烯復材料:將FeCl3.6H20溶于乙二醇中，得到黃色透明溶液，加入氧化石墨烯超聲分散混合均勻，將無水醋酸鈉加入到上述溶液中，磁力攪拌30min，將溶液轉入不銹鋼反應釜中，放入烘箱中在2200C下晶化8-72h，產物用30mL乙醇洗3次，真空干燥，得到磁性石墨烯復材料； 2)不同尺寸Fe304納米微球修飾的磁性石墨稀復合材料的制備 采用溶劑熱法合成不同尺寸Fe3(k納米微球修飾的磁性石墨稀復合材料:將FeCh.6H2O溶于不同體積比乙二醇/聚乙二醇的混合溶液中，超聲攪拌均勻得黃色透明溶液后，加入氧化石墨烯，超聲分散混合均勻，后加入無水醋酸鈉，超聲攪拌30min，將溶液轉入不銹鋼反應釜中，放入烘箱中在220°C下晶化8-72h，冷卻后將所得黑色絮狀物質用30mL乙醇反復磁分離洗滌3次，真空干燥，得到不同尺寸Fe304納米微球修飾的磁性石墨稀復合材料； 3)納米氧化鋅溶膠的制備 納米氧化鋅溶膠的制備:將一定質量的Zn(AC)2.2H20溶于無水乙醇中，在60°C下回流3h使其充分溶解；同時稱取一定量的L1H.H2O溶于另一無水乙醇中，超聲分散均勻。最后將兩溶液混合后在0°C下劇烈攪拌30min后得到無色透明的氧化鋅溶膠； 4)磁性石墨烯基氧化鋅復合材料的制備 磁性石墨烯基氧化鋅復合材料的制備:將不同質量的磁性石墨烯，超聲分散在氧化鋅溶膠中，超聲20min后，在懸浮液中加入相對于無水乙醇4倍體積的正庚烷，劇烈攪拌均勻后靜置過夜，并利用磁鐵使所得的復合材料快速沉淀下來。最后倒去上清液，并用無水乙醇洗滌，真空干燥，得到磁性石墨烯基氧化鋅復合材料。2.根據權利要求1所述磁性石墨稀基氧化鋅復合材料的制備方法，其特征在于:所述FeCl3.6H20、乙二醇、氧化石墨烯、無水乙酸鈉、去離子水和乙醇的用量比為lmmol:20-50mL:50_200mg:2-8mmo1:30mL:30mL。3.根據權利要求1所述磁性石墨稀基氧化鋅復合材料的制備方法，其特征在于:所述乙二醇/聚乙二醇混合溶液體積比分別為1:1，1:9，9:1，1:4，4:1，3:7，7:3，3:2.2:3.1:19。4.根據權利要求1所述磁性石墨稀基氧化鋅復合材料的制備方法，其特征在于:所述Zn(AC)2.2H20、Li0H.H20、無水乙醇、磁性石墨烯和正庚烷的用量比為2-6mmol:2-6mmol:15mL:25-lOOmg:120ml。5.—種權利要求1所制備的磁性石墨烯基氧化鋅復合材料的應用，其特征在于:應用于光催化降解羅丹明B，具體方法是:分別稱取20mg磁性石墨烯復合材料、氧化鋅和磁性石墨烯基氧化鋅復合材料分別溶于去離子水制成的20ml濃度為10mg/L的羅丹明B水溶液，將各水溶液分別超聲30分鐘得到均一的懸濁液使其達到吸附平衡;然后放入光催化反應器中光照反應0.5h;反應后測量溶液中羅丹明B的紫外吸光度，根據反應前后溶液中羅丹明B的吸光度變化判斷該磁性石墨烯基氧化鋅復合材料的光催化性能的好壞。
【專利摘要】一種磁性石墨烯基氧化鋅復合材料的制備方法，首先通過溶劑熱法合成不同尺寸Fe3O4納米微球修飾的磁性石墨烯復合材料，然后通過溶膠凝膠法制備納米氧化鋅溶膠，最后以磁性石墨烯和氧化鋅溶膠為原料，通過機械攪拌，合成磁性石墨烯基氧化鋅復合材料。本發明的優點：該磁性石墨烯基氧化鋅復合材料制備方法簡單，工藝合理、易于實施；制備的磁性石墨烯基氧化鋅復合材料用于光催化染料時具有良好的催化性能；該制備方法集磁性石墨烯與氧化鋅納米粒子的特性于一身，表現出良好的吸附、電子轉移、光催化、易于分離等能力，提供了一種磁性石墨烯基氧化鋅復合材料的制備方法，拓寬了磁性石墨烯材料在光催化應用領域的范圍。
【IPC分類】B01J23/80, C02F1/32, C02F101/38
【公開號】CN105597763
【申請號】CN201510960966
【發明人】李穎, 耿海康, 黃艷鳳, 張紀梅, 張千, 何良良
【申請人】天津工業大學
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月21日