CN104549281A - 一种活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂、其制备方法及其应用 - Google Patents

一种活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂、其制备方法及其应用 Download PDF

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杜袁鑫
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Abstract

本发明提供了一种活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂、其制备方法及其应用，包括活性石墨烯和复合在所述活性石墨烯上的金属氧化物。发明提供的活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂具有三维多孔结构，使得光催化剂具有大的比表面积，用于增加反应物在光催化剂周围的吸附浓度；活性石墨烯和金属氧化物之间存在电子转移效应，活性石墨烯通过良好的电导性高效地传输光生载流子从而有效减少光生电子空穴对的复合，进而实现较高的光催化性能。该制备方法简单，成低廉，易于工业化生产，所制备的催化剂具有大的比表面积和高的吸附性能以及高效的光催化还原重金属的性能，并且无毒、无二次污染，可以回收、循环使用。

Description

一种活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂、其制备方法及其应用
技术领域
本发明属于光催化剂技术领域，尤其涉及一种活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂、其制备方法及其应用。
背景技术
重金属由于其本身极强的毒性和在生物体内难以降解的特性尤其给人类带来严重危害。其中六价铬离子是一种水中常见的污染物，主要来自工业生产，比如，电镀、金属加工、制革、油漆、纺织生产和染色工艺等过程。由于其对人类高毒性、诱变和致癌的可能性，以及在水中极易溶解和流动性，六价铬离子被美国环境保护署列为主要污染物之一，在饮用水中的容许极限也由世界卫生组织严格限制为0.05mg/L。因此，如何经济有效地处理包含六价铬的废水一直是学术界和工业界的一个难题。光催化还原法是一种高效、低成本和绿色的转换六价铬为三价铬技术，得到的三价铬离子被认为是无毒的，是人体必要的微量金属元素；并且三价铬离子极易在中性或碱性溶液中沉淀后作为固体废物消除。
最近，更多研究者一直致力于探索研究制备可还原六价铬的高效催化剂,比如硫化镉、硫化锡、硫化铟、二氧化钛等等。与这些半导体催化剂相比，非贵金属氧化物(氧化铁、氧化锌、氧化锡)具有价格便宜、环保无二次污染、良好的化学稳定性等优点。非贵金属氧化物原料丰富，带隙跨度较大，既可以吸收紫外光也可以吸收可见光。以上这些优势使氧化物成为一类具有潜在应用前景的光催化剂。
然而，由于大部分的氧化物导电性较差，吸收光时产生的电子空穴对复合使得其光催化性能差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂、其制备方法及其应用，本发明提供的光催化剂具有较高的光催化性能。
本发明提供了一种活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂，包括活性石墨烯和复合在所述活性石墨烯上的金属氧化物。
优选地，所述活性石墨烯和金属氧化物的质量比0.001～0.5:1。
优选地，所述活性石墨烯的比表面积大于等于1000m2/g。
优选地，所述金属氧化物包括氧化铁、氧化锌和氧化锡中的一种或多种。
本发明提供了一种上述技术方案所述活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将活性石墨烯和金属硝酸盐溶液混合，得到混合溶液；
将所述混合溶液进行抽真空浸渍，得到中间产物；
将所述中间产物进行微波处理，得到活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂。
优选地，所述混合溶液进行抽真空浸渍后还包括：
将抽真空浸渍产物进行蒸干，得到中间产物。
优选地，所述抽真空浸渍的时间为3h～12h。
优选地，所述蒸干的温度为50℃～80℃；
所述蒸干的时间为6h～18h。
优选地，所述微波处理的功率为300～1000W；
所述微波处理的时间为60s～600s。
本发明提供了一种光催化还原重金属离子的方法，包括以下步骤：
在活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂的存在下，将含重金属离子溶液进行光催化还原反应，得到还原产物；
所述活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂为上述技术方案所述活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂或上述技术方案所述制备方法制备的活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂。
本发明提供了一种活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂，包括活性石墨烯和复合在所述活性石墨烯上的金属氧化物。本发明提供的活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂具有三维多孔结构，使得光催化剂具有大的比表面积，用于增加反应物在光催化剂周围的吸附浓度；活性石墨烯和金属氧化物之间存在电子转移效应，活性石墨烯通过良好的电导性高效地传输光生载流子从而有效减少光生电子空穴对的复合，进而实现较高的光催化性能。
另外，本发明提供的制备方法采用高比表面积的活性石墨烯，以及金属硝酸盐为前驱体，用简单的一步微波法制备了一种活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂，过程能够控制氧化物颗粒为纳米尺度，并且均匀分布在活性石墨烯的孔内和表面，较少团聚。该制备方法简单，成本低廉，易于工业化生产，所制备的催化剂具有大的比表面积和高的吸附性能，以及高效的光催化还原重金属的性能，并且无毒、无二次污染，可以回收、循环使用。实验结果表明：本发明提供的活性石墨烯-金属氧化物在300W氙灯下用滤波片过滤小于420nm波长的光，对50mL浓度为10mg/L的重铬酸钾进行还原，160分钟内活性石墨烯-氧化铁的降解率为45％～95％；经过3次循环测试之后，其在160分钟内还原六价铬离子的效率仍然高达93％。
附图说明
图1为本发明实施例1、实施例2、实施例3和实施例4所制备的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂的XRD谱图；
图2为本发明实施例1、实施例2、实施例3、实施例4制得的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂与氧化铁还原重金属六价铬离子的光催化降解曲线图；
图3为本发明实施例3制得的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂的TEM图；
图4为本发明实施例3制得的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂的循环降解测试曲线图；
图5为本发明实施例5制得的活性石墨烯-氧化锌复合光催化剂的XRD图；
图6为本发明实施例5制得的活性石墨烯-氧化锌复合光催化剂的TEM图。
具体实施方式
本发明提供了一种活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂，包括活性石墨烯和复合在所述活性石墨烯上的金属氧化物。
本发明提供的活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂包括活性石墨烯。本发明对所述活性石墨烯的制备方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的制备活性石墨烯的技术方案自行制备。在本发明的某些实施例中，采用Yanwu Zhu,et al.,Carbon-Based Supercapacitors Produced by Activation ofGraphene，Science 332,1537(2011)中介绍的制备方法进行制备。在本发明中，所述活性石墨烯的制备方法优选包括以下步骤：
将氧化石墨还原，得到石墨烯粉体；
将石墨烯粉体活化，得到活性石墨烯。
本发明将氧化石墨还原，得到石墨烯粉体。本发明对所述氧化石墨的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的氧化石墨即可，如采用其市售商品或采用本领域技术人员熟知的制备氧化石墨的技术方案自行制备。本发明优选采用微波加热法进行氧化石墨的还原。
得到石墨烯粉体后，本发明将石墨烯粉体活化，得到活性石墨烯。本发明优选采用碱性物质进行石墨烯粉体活化；所述碱性物质优选为KOH和/或NaOH。
本发明采用的活性石墨烯具有三维多孔的结构，碳纯度95％以上，比表面积至少1000m2/g，最高可达3100m2/g，具有良好的导电性。
本发明提供的活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂包括复合在所述活性石墨烯上的金属氧化物。在本发明中，所述金属氧化物包括氧化铁、氧化锌和氧化锡中的一种或多种，更优选包括氧化铁和/或氧化锌。
在本发明中，所述金属氧化物的粒径优选为纳米尺度，优选为20nm以下。在本发明中，所述金属氧化物均匀分布在所述活性石墨烯的孔内或表面。
在本发明中，所述活性石墨烯和金属氧化物的质量比优选为0.001～0.5:1，更优选为0.01～0.45:1，最优选为0.1～0.4:1。
本发明提供了一种上述技术方案所述活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将活性石墨烯和金属硝酸盐溶液混合，得到混合溶液；
将所述混合溶液进行抽真空浸渍，得到中间产物；
将所述中间产物进行微波处理，得到活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂。
本发明将活性石墨烯和金属硝酸盐溶液混合，得到混合溶液。在本发明中，所述活性石墨烯与上述技术方案所述活性石墨烯的来源一致，在此不再赘述。
本发明对所述金属硝酸盐溶液的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的金属硝酸盐溶液即可。在本发明中，所述金属硝酸盐溶液优选包括硝酸锌溶液、硝酸铁溶液和硝酸锡溶液中的一种或多种。本发明对所述金属硝酸盐溶液的制备方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的制备金属硝酸盐溶液的技术方案自行制备即可。在本发明的实施例中，所述金属硝酸盐溶液优选通过以下制备方法制得：
将金属硝酸盐和水采用超声的方法溶解得到金属硝酸盐溶液。
本发明对活性石墨烯和金属硝酸盐溶液混合的顺序没有特殊的限制，优选将活性石墨烯加入到金属硝酸盐溶液中。本发明优选在搅拌的条件下进行活性石墨烯和金属硝酸盐溶液的混合。本发明通过改变金属硝酸盐的含量，使得活性石墨烯与最终产物金属氧化物的质量比范围在0.1％～50％。
得到混合溶液后，本发明将所述混合溶液进行抽真空浸渍，得到中间产物。本发明优选在抽真空浸渍过程中对混合溶液不断进行搅拌，防止活性石墨烯沉淀。在本发明中，所述抽真空浸渍的温度优选为15℃～40℃，更优选为25℃；所述抽真空浸渍的时间优选为3h～12h，更优选为4h～11h。
本发明优选在混合溶液进行抽真空浸渍后，将抽真空浸渍产物进行蒸干，得到中间产物。本发明优选采用磁力搅拌器进行蒸干。在本发明中，蒸干时的搅拌速度优选为300转/分钟～800转/分钟。本发明优选在空气气氛中进行蒸干。在本发明中，所述蒸干的温度优选为50℃～80℃；所述蒸干的时间优选为6h～18h。
得到中间产物后，本发明将所述中间产物进行微波处理，得到活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂。在本发明中，所述中间产物进行微波处理，将金属硝酸盐变为金属氧化物，并复合在所述活性石墨烯上。在本发明中，所述微波处理的功率优选为300W～1000W，更优选为400W～800W；所述微波处理的时间优选为60s～600s，更优选为100s～450s。
本发明提供了一种光催化还原重金属离子的方法，包括以下步骤：
在活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂的存在下，将含重金属离子溶液进行光催化还原反应，得到还原产物；
所述活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂为上述技术方案所述活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂或上述技术方案所述制备方法制备的活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂。
在本发明中，所述含重金属离子溶液优选为含六价铬离子溶液、含二价汞离子溶液和含二价铅离子溶液中的一种或多种。在本发明中，所述含六价铬离子溶液优选为重铬酸钾溶液。
在本发明中，所述活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂和含重金属离子溶液中溶质的质量比优选为100:0.8～1.5，更优选为100:1。
本发明优选采用氙灯或汞灯进行光催化还原反应，更优选采用300W氙灯或300W汞灯进行光催化还原反应。
本发明对上述技术方案所述活性石墨烯-金属氧化物进行光催化活性的测试，测试过程为：
称量50mg活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂样品，加入50mL盛放于锥形瓶中的10mg/L的重铬酸钾溶液，暗吸附30min，然后在300W Xe灯照射下，滤波片过滤小于420nm波长(对于吸收可见光的氧化物)或者300W Hg灯照射下(对于吸收紫外光的氧化物)，搅拌，间隔一定的时间取样，用国标DPC法，用紫外可见分光光度计监测540nm处的吸光度的变化。
测试结果表明：本发明提供的活性石墨烯-金属氧化物光催化剂具有较高的光催化活性。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂、其制备方法及其应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
(1)将石墨通过Hummers方法制得氧化石墨：在冰水浴中装配好250mL的反应瓶，加入适量的浓硫酸，搅拌下加入2g石墨粉和1g硝酸钠的固体混合物，再分次加入6g高锰酸钾，控制反应温度不超过20℃，搅拌反应一段时间，然后升温至35℃，继续搅拌30min，在缓慢加入一定量的去离子水，续拌20min后，加入适量双氧水，使溶液变为亮黄色，过滤，并用5％HCl溶液和去离子水洗涤直到滤液中无硫酸根被检测到为止，最后将滤饼置于60℃的真空干燥箱中充分干燥，得到氧化石墨；
将上述氧化石墨在1100W的微波炉中加热1min，将氧化石墨还原，得到石墨烯粉体；
称取上述石墨烯粉体400mg分散与20mL 7mol/L KOH的水溶液中，在400rpm的转速下搅拌4h，然后在室温环境下静置20h，得到产物；
将产物通过0.2μm的聚碳酸酯膜过滤，然后将过滤得到的固体产物在65℃下干燥24h，
将卧式管式炉以5℃/min的升温速率升至800℃，将上述干燥的固体产物在卧式管式炉中800℃下热处理1小时，热处理条件为：氩气气氛，400Torr；
待卧式管式炉冷却后，将热处理产物用去离子水洗涤至pH值为7；然后将洗涤产物在65℃下干燥2小时，接着在800℃，0.1Torr下，退火处理2小时，得到活性石墨烯；其比表面积为3100m2/g；
(2)取494.9mg的硝酸铁，溶于30mL超纯水中，采用超声方法，使其完全溶解，再称取2mg步骤(1)中得到的活性石墨烯，充分搅拌使其均匀混合；
(3)再将步骤(2)所得混合溶液抽真空浸渍3小时，将所得物蒸干，搅拌速度为500转/分钟，空气气氛下，60℃干燥12小时；
(4)将步骤(3)所得物放入微波炉中处理，处理条件为：500W，180s，得到活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂。
本发明对实施例1制备的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂进行X射线衍射(XRD)图谱测试，测试结果如图1所示，图1为本发明实施例1、实施例2、实施例3和实施例4制备的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂的XRD衍射图。其中，曲线1为实施例1制备的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂的XRD衍射图。从图1的XRD图谱中可以看出，本发明实施例1所制备的活性石墨烯/氧化铁复合光催化剂为纯的α-相氧化铁，活性石墨烯与氧化铁复合之后并没有影响到氧化铁的晶型，说明活性石墨烯的存在并不影响氧化铁的形成，且各种实施例下所制备的氧化铁晶型几乎无差别。
本发明按照上述技术方案所述光催化性能的测试方法对本实施例1制备的活性石墨烯-氧化铁进行光催化性能的测试，测试结果如图2所示，图2为本发明实施例1、实施例2、实施例3、实施例4制得的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂与氧化铁还原重金属六价铬离子的光催化降解曲线图；其中，曲线a为氧化铁还原重金属六价铬离子的光催化降解曲线，曲线b为本发明实施例1制备的活性石墨烯-氧化铁还原重金属六价铬离子的光催化降解曲线。从图2可以看出，160分钟内实施例1中所制备的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂的降解率为46％，而氧化铁的降解率为25％。
实施例2
本实施例与实施例1相比，不同之处在于：步骤(2)：取479.75mg硝酸铁，溶于30mL超纯水中，采用超声方法，使其完全溶解，再称取5mg步骤(1)得到的活性石墨烯，充分搅拌使其均匀混合。
本发明对实施例2制备的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂进行X射线衍射(XRD)图谱测试，测试结果如图1所示，其中，曲线2为本发明实施例2制备的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂的XRD衍射图谱。从图1的XRD图谱中可以看出，本发明实施例2所制备的活性石墨烯/氧化铁复合光催化剂为纯的α-相氧化铁，活性石墨烯与氧化铁复合之后并没有影响到氧化铁的晶型，说明活性石墨烯的存在并不影响氧化铁的形成，且各种实施例下所制备的氧化铁晶型几乎无差别。
本发明按照上述技术方案所述光催化性能的测试方法对本实施例2制备的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂进行光催化性能的测试，测试结果如图2所示。其中，曲线c为本发明实施例2制备的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂还原重金属六价铬离子的光催化降解曲线。从图2可以看出，160分钟内实施例2中所制备的活性石墨烯-氧化铁的降解率为74％，而氧化铁的降解率为25％。
实施例3
本实施例与实施1的不同之处在于：步骤(2)：取:464.6mg硝酸铁，溶于30ml超纯水中，采用超声方法，使其完全溶解，再称取8mg步骤(1)得到的活性石墨烯，充分搅拌使其均匀混合。
本发明对实施例3制备的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂进行X射线衍射(XRD)图谱测试，测试结果如图1所示，其中，曲线3为本发明实施例3制备的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂的XRD衍射图谱。从图1的XRD图谱中可以看出，本发明实施例3所制备的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂为纯的α-相氧化铁，活性石墨烯与氧化铁复合之后并没有影响到氧化铁的晶型，说明活性石墨烯的存在并不影响氧化铁的形成，且各种实施例下所制备的氧化铁晶型几乎无差别。
本发明对本实施例3制备的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂进行扫描电镜分析(SEM)，分析结果如图3所示，图3为本发明实施例3制得的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂的TEM图。从图3可以看出氧化铁颗粒约为20nm，均匀分布在活性石墨烯表面。活性石墨烯与氧化铁接触十分紧密，这就使得在光照下由氧化铁价带跃迁到导带的电子能够快速的传递到活性石墨烯表面。由于活性石墨烯良好的导电性，能够快速分离光生电子空穴对，增加光催化性能。
本发明按照上述技术方案所述光催化性能的测试方法对本实施例3制备的活性石墨烯-氧化铁进行光催化性能的测试，测试结果如图2所示。其中，曲线d为本发明实施例3制备的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂还原重金属六价铬离子的光催化降解曲线。从图2可以看出，160分钟内实施例3中所制备的活性石墨烯-氧化铁的降解率为95％，而氧化铁的降解率为25％。
本发明对本实施例制备的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂进行光催化性的循环试验测试，具体过程为：将实施例3制备的活性石墨烯-氧化铁在300W氙灯下，用滤波片过滤小于420nm波长的光，对50mL浓度为10mg/L的重铬酸钾进行还原的循环试验测试。测试结果如图4所示，图4为实施例3制得的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂的循环降解测试曲线图，其中，曲线1为一次循环测试曲线，2为二次循环测试曲线，3为三次循环测试曲线。从图4可以看出，经过3次循环测试之后，本实施例3制备的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂在160分钟内还原六价铬离子的效率仍然高达93％。
实施例4
本实施例与实施1相比，不同之处在于步骤(2)：取454.5mg硝酸铁，溶于30mL超纯水中，采用超声方法，使其完全溶解，再称取10mg步骤(1)得到的活性石墨烯，充分搅拌使其均匀混合。
本发明对实施例3制备的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂进行X射线衍射(XRD)图谱测试，测试结果如图1所示，其中，曲线4为本发明实施例4制备的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂的XRD衍射图谱。从图1的XRD图谱中可以看出，本发明实施例4所制备的活性石墨烯-氧化铁复合光催化剂为纯的α-相氧化铁，活性石墨烯与氧化铁复合之后并没有影响到氧化铁的晶型，说明活性石墨烯的存在并不影响氧化铁的形成，且各种实施例下所制备的氧化铁晶型几乎无差别。
本发明按照上述技术方案所述光催化性能的测试方法对本实施例4制备的活性石墨烯-氧化铁进行光催化性能的测试，测试结果如图2所示。其中，曲线e为本发明实施例4制备的活性石墨烯-氧化铁还原重金属六价铬离子的光催化降解曲线。从图2可以看出，160分钟内实施例4中所制备的活性石墨烯-氧化铁的降解率为92％，而氧化铁的降解率为25％。
实施例5
(1)按照实施例1中步骤(1)所述活性石墨烯的制备方法制备活性石墨烯，其比表面积为3100m2/g；
(2)取350.2mg的硝酸锌，溶于30mL超纯水中，采用超声方法，使其完全溶解，再称取2mg步骤(1)中得到的活性石墨烯，充分搅拌使其均匀混合；
(3)再将步骤(2)所得混合溶液抽真空浸渍3小时，将所得物蒸干，搅拌速度为500转/分钟，空气气氛下，60℃干燥12小时；
(4)将步骤(3)所得物放入微波炉中处理，处理条件为：500W，180s，得到活性石墨烯-氧化锌复合光催化剂。
本发明对本实施例5制备的活性石墨烯-氧化锌复合光催化剂进行XRD分析，结果如图5所示，图5为本实施例5制得的活性石墨烯-氧化锌复合光催化剂的XRD图谱。从图5可以看出，本发明实施例5所制备的活性石墨烯-氧化锌复合光催化剂为纯相氧化锌，活性石墨烯与氧化锌复合之后并没有影响到氧化锌的晶型，说明活性石墨烯的存在并不影响氧化锌的形成。
本发明对本发明实施例5制得的活性石墨烯-氧化锌复合光催化剂进行透射电镜分析，结果如图6所示，图6为本发明实施例5制得的活性石墨烯-氧化锌复合光催化剂的TEM图。从图6可以看出氧化锌颗粒约为10nm，均匀分布在活性石墨烯表面。活性石墨烯与氧化锌接触十分紧密，这使得在紫外光照下，由氧化锌价带跃迁到导带的电子能够快速的传递到活性石墨烯的表面。由于活性石墨烯的良好的导电性，能快速的分离光生电子空穴对，抑制电子空穴对的重组，增加光催化性能。
由以上实施例可知，本发明提供了一种活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂，包括活性石墨烯和复合在所述活性石墨烯上的金属氧化物。本发明提供的活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂具有三维多孔结构，使得光催化剂具有大的比表面积，用于增加反应物在光催化剂周围的吸附浓度；活性石墨烯和金属氧化物之间存在电子转移效应，活性石墨烯通过良好的电导性高效地传输光生载流子从而有效减少光生电子空穴对的复合，进而实现较高的光催化性能。
另外，本发明提供的制备方法采用高比表面积的活性石墨烯，以及金属硝酸盐为前驱体，用简单的一步微波法制备了一种活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂，过程能够控制氧化物颗粒为纳米尺度并且均匀分布在活性石墨烯的孔内和表面，较少团聚。该制备方法简单，成本低廉，易于工业化生产，所制备的催化剂具有大的比表面积和高的吸附性能以及高效的光催化还原重金属的性能，并且无毒、无二次污染，可以回收、循环使用。实验结果表明：本发明提供的活性石墨烯-金属氧化物在300W氙灯下用滤波片过滤小于420nm波长的光，对50mL浓度为10mg/L的重铬酸钾进行还原，160分钟内活性石墨烯-氧化铁的降解率为45％～95％；经过3次循环测试之后，其在160分钟内还原六价铬离子的效率仍然高达93％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂，包括活性石墨烯和复合在所述活性石墨烯上的金属氧化物。
2.根据权利要求1所述的复合光催化剂，其特征在于，所述活性石墨烯和金属氧化物的质量比0.001～0.5:1。
3.根据权利要求1所述的复合光催化剂，其特征在于，所述活性石墨烯的比表面积大于等于1000m2/g。
4.根据权利要求1所述的复合光催化剂，其特征在于，所述金属氧化物包括氧化铁、氧化锌和氧化锡中的一种或多种。
5.一种权利要求1～4任意一项所述活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将活性石墨烯和金属硝酸盐溶液混合，得到混合溶液；
将所述混合溶液进行抽真空浸渍，得到中间产物；
将所述中间产物进行微波处理，得到活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液进行抽真空浸渍后还包括：
将抽真空浸渍产物进行蒸干，得到中间产物。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述抽真空浸渍的时间为3h～12h。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述蒸干的温度为50℃～80℃；
所述蒸干的时间为6h～18h。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述微波处理的功率为300～1000W；
所述微波处理的时间为60s～600s。
10.一种光催化还原重金属离子的方法，包括以下步骤：
在活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂的存在下，将含重金属离子溶液进行光催化还原反应，得到还原产物；
所述活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂为权利要求1～4任意一项所述活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂或权利要求5～9任意一项制备方法制备的活性石墨烯-金属氧化物复合光催化剂。2 -->
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