新材料及其应用

本发明属于光催化剂技术领域，具体涉及一种石墨烯-二氧化钛纳米棒阵列复合材料及其制备方法和应用。本发明提供了一种石墨烯-二氧化钛纳米棒阵列复合材料，包括石墨烯层和二氧化钛纳米棒阵列层，所述石墨烯层附着在二氧化钛纳米棒阵列层的单面，石墨烯与二氧化钛的质量比为1:1.5～3。实施例结果表明，本发明提供的石墨烯-二氧化钛纳米棒阵列复合材料用于环丙沙星降解时，降解率达到85％以上。

石墨烯是一种新型的二维晶体碳材料，石墨烯具有较高的弹性模量、高电子迁移率、高导热系数，低电阻率、大的比表面积、优异的透光性以及异常的整数量子霍尔效应等。二氧化钛(TiO2)是一种半导体材料，拥有较好的光电转换能力，在光伏太阳能电池、光催化反应等领域有着广泛的应用，但其存在光生电子和空穴的复合几率高、电子迁移自由程低等缺点，所以研究者们近年来对TiO2光催化剂进行了广泛的改性研究。利用石墨烯对二氧化钛进行改性是近年来研究的热点，例如中国专利201510354461.3公开了二氧化钛/石墨烯纳米复合材料，但该材料作为光催化剂使用时，其催化性能并不理想。

提供了一种石墨烯-二氧化钛纳米棒阵列复合材料，包括石墨烯层和二氧化钛纳米棒阵列层，所述石墨烯层附着在二氧化钛纳米棒阵列层的单面，石墨烯与二氧化钛的质量比为1:1.5～3。本发明以二氧化钛纳米棒阵列层为载体，通过在载体上附着石墨烯层，改善二氧化钛的电子迁移率和二氧化钛的光电转换能力，进而改善复合材料的光催化性能。实施例结果表明，本发明提供的石墨烯-二氧化钛纳米棒阵列复合材料用于环丙沙星降解时，降解率达到85％以上。