CN105540733A - 一种TiO2-还原石墨烯复合材料及其制备方法和在人工海水体系中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种TiO2-还原石墨烯复合材料及其制备方法和在人工海水体系中的应用，制备方法包括(1)将氧化石墨烯、无水乙醇和去离子水混合，水浴中搅拌至形成平衡的吸附体系；(2)将溶解有钛酸四丁酯的无水乙醇溶液滴加到所得吸附体系中，反应得到到包含TiO2-氧化石墨烯粒子的悬浮体系；(3)将所得悬浮体系移入高压釜中，密闭后进行热处理；(4)热处理反应液冷却后分离，经洗涤和烘干处理后即得。本发明方法合成工艺简单，使用本发明得到的TiO2成锐钛矿结晶、尺寸在1～20nm。可以在人工海水体系中高效光降解去除苯酚，通过调整反应和热处理参数即可有效调控光催化剂形貌和性能。
Description
技术领域
本发明涉及复合光催化剂制备以及含盐废水体系中光催化氧化降解污染物领域，具体涉及一种人工海水体系中弱光响应的TiO2-还原石墨烯复合材料的制备方法。
背景技术
我国有着广阔的海洋领域和丰富的海洋资源，但随着海洋经济的不断发展和工业农业废水陆排的持续，海洋污染问题逐渐成为制约我国经济发展的一个重要因素。尤其由于工业农业等废水的陆排和渔业捕捞等产生的近海环境污染问题十分严重。除了限制工农业废水向海水排放外，目前急需找到一种可应用于海水体系有机污染物去除的技术。海水体系是一个盐分较高(3-5％含盐量)的水体系，海水中的有机污染物浓度低但成分较为复杂，很难将陆地中成熟的水处理技术应用于海水体系污染物处理过程中来。新型的多相光催化技术由于其绿色、低能耗且对污染物的无选择性，为处理海水体系中的有机污染物提供一种可能。
例如公开号为CN103084189A的中国发明专利申请文献公开了一种适合海水或盐湖卤水的制氢光催化剂的制备方法，采用氧化物半导体和硫化物半导体作为光催化剂，通过下列两种制备工艺方法将助催化剂负载在半导体光催化剂表面：(1)将氧化物半导体或硫化物半导体放入金属盐的水溶液或金属盐的有机溶液中，通过加入沉淀剂或直接化学反应将金属以硫化物或氢氧化物形式负载在光催化剂表面上；(2)将质量比为1：0.1到1：0.001的催化剂和助催化剂通过混合、机械研磨直接得到，或研磨后在400-1000℃下煅烧得到；所述的氧化物半导体为TiO2、ZnO和BaTiO3的粉末或薄膜；所述的硫化物半导体为CdS,Cd1-xZnxS(x＝0-1)和ZnIn2S4以及复合半导体ZnS1-x-0.5yOx(OH)y-ZnO的粉末或薄膜；所述的助催化剂为金属镍、钴、铜或钼的硫化物或氢氧化物；所述的金属盐的水溶液为金属镍盐、钴盐、铜盐或钼盐的水溶液；所述的金属盐的有机溶液为甲醇或乙醇的金属镍盐、钴盐、铜盐或钼盐溶液；所述的沉淀剂包括两类：1)碱性沉淀剂：尿素、氨水或氢氧化钠；2)硫化物沉淀剂：硫化钠、硫化铵、硫脲或硫代乙酰胺。
但目前要将光催化应用于海水体系中还需要首先克服两个难点。第一，光催化过程伴随着催化剂对降解物的吸附过程，在海水这个典型的盐体系中，无机阴阳离子都会在光催化剂表面与有机污染物产生竞争吸附。若不能有效吸附有机物，催化剂表面活性位就会被离子占据，从而导致催化活性的降低甚至消失。因此，在海水体系中如何保证有机物在催化剂表面的吸附过程占主导地位是需要解决的第一个问题(对应到本申请中是如何解决)。第二，海水体系中可利用的光源是自然弱光光源，这就要求应用于海水体系中光催化降解过程的催化剂具有弱光响应能力，而且在弱光激发下能保证优异的催化活性。
发明内容
本发明提供了一种人工海水体系中弱光响应的TiO2-还原石墨烯复合材料的制备方法，该方法合成工艺简单，使用本发明得到的TiO2成锐钛矿结晶、尺寸在1～20nm。可以在人工海水体系中高效光降解去除苯酚，通过调整反应和热处理参数即可有效调控光催化剂形貌和性能。
一种弱光响应的TiO2-还原石墨烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将氧化石墨烯、无水乙醇和去离子水按配比混合，水浴中搅拌至形成平衡的吸附体系；
(2)将溶解有钛酸四丁酯的无水乙醇溶液滴加到所得吸附体系中，反应得到到包含TiO2-氧化石墨烯粒子的悬浮体系；
(3)将所得悬浮体系移入高压釜中，密闭后在160℃～180℃下进行热处理；
(4)将步骤(3)所得热处理反应液冷却后分离，经洗涤和烘干处理后得所述TiO2-还原石墨烯复合材料。
本发明反应原理：
氧化石墨烯、无水乙醇和去离子水按配比混合，水浴中搅拌混合形成平衡的吸附体系，吸附平衡后，氧化石墨烯表面形成稳定的吸附水层；将溶解有钛酸四丁酯的乙醇溶液滴加到所得平衡吸附体系中，钛酸四丁酯会扩散到吸附水层中，通过水解、缩聚反应，在氧化石墨烯表面吸附层中形成TiO2纳米粒子；反应完成后得到包含TiO2-氧化石墨烯粒子的悬浮体系；悬浮体系利用溶剂热过程，同时完成TiO2结晶和复合光催化剂的表面改性。
作为优选，步骤(1)中去离子水和无水乙醇的体积比：1～5:200，进一步优选为1.5～3:200；氧化石墨烯的加入量为2.5g/L～5.0g/L；进一步优选，氧化石墨烯的加入量为2.5g/L～4.0g/L；最优选为2.5g/L。
氧化石墨烯的加入量为2.5g/L～5.0g/L是指氧化石墨烯在整个反应体系中的浓度，即每升去离子水和无水乙醇的混合溶液中加入2.5～5.0g氧化石墨烯。
作为优选，步骤(1)中氧化石墨烯比表面积为50m2/g～100m2/g。氧化石墨烯可以通过Hummers法自制得到，也可以直接购买得到。
作为优选，步骤(1)中水浴温度为0～40℃，进一步优选为10～30℃，最优选为30℃，吸附时间在12小时以上。
作为优选，步骤(2)中溶解有钛酸四丁酯的无水乙醇溶液中钛酸四丁酯与无水乙醇的质量体积比为1～5g：50mL。
进一步优选，步骤(2)中所滴加的溶解有钛酸四丁酯的无水乙醇溶液与步骤(1)所得吸附体系的体积比为1:4～4.5。
作为优选，步骤(2)中反应时间5～10小时。
步骤(2)中反应时间从钛酸四丁酯的无水乙醇溶液滴加即开始计时，其中钛酸四丁酯乙醇溶液的滴加速率为每分钟4毫升，完成后继续反应，总反应时间控制在5～10小时。
步骤(3)中热处理温度为160℃～180℃；热处理时间为20～25h。热处理过程在高温鼓风干燥箱中进行。
本发明还提供一种如所述制备方法制备得到的TiO2-还原石墨烯复合材料。
本发明还提供一种如所述TiO2-还原石墨烯复合材料在处理人工海水体系有机物中的应用。
所述应用包括如下步骤：
将所述TiO2-还原石墨烯复合材料投加到人工海水体系中，黑暗处吸附半小时后紫外光源照射2～3小时。
TiO2-还原石墨烯复合材料在人工海水中的投加量为0.3～0.4mg/mL，优选为0.35mg/mL。
所述人工海水体系组成：氯化镁质量分数为1.1％，氯化钙的质量分数为0.16％，硫酸钠的质量分数为0.4％，氯化钠的质量分数为2.5％。
所述人工海水体系中有机物为苯酚，苯酚含量优选为10.0mg/L左右。
紫外光源为8W的紫外黑光灯：波长254nm，光强为24μW/cm2。
本发明目的是开发一种在海水体系中可以有效吸附有机污染物，并在弱紫外光激发下具有高效降解活性的光催化剂。以氧化石墨烯为载体，首先采用吸附法制备氧化石墨烯复合纳米材料，而后利用溶剂热过程，同时完成TiO2结晶和复合光催化剂的表面改性。各原料的作用之间协同促进，再结合溶剂热过程溶剂同时完成TiO2结晶和复合光催化剂的表面改性，不仅保障了复合光催化剂在含盐废水体系中对有机物的吸附，而且还保障得到光催化剂有较高的锐钛矿结晶的TiO2，利用还原石墨烯的高效电子输送性能提升了复合催化剂在弱光激发下的活性。
通过对原料配比的优选尤其是氧化石墨烯添加量(2.5g/L～4.0g/L)的优选和热处理条件(160℃～180℃热处理20～25h)的配合可使制备得到的催化剂，粒径在10～20nm的TiO2纳米粒子均匀分散在GO的表面，并显著提升催化剂表面对对有机物的吸附和弱光激发下的降解活性，对人工海水体系中苯酚的2h去除率在90％以上。
当氧化石墨烯添加量优选为2.5g/L，并结合160℃下热处理24小时时，制备得到的催化剂对人工海水体系中苯酚的2h去除率在95％以上。
本发明所说的弱光响应是指对紫外可见光的响应，比如波长254nm，光强为24μW/cm2的紫外光。
与现有技术相比，本发明提供的TiO2-还原石墨烯及其制备方法具有以下优点：
1)通过吸附法这一微反应器技术，可以在石墨烯表面得到粒径在15nm以内的均匀分散的TiO2纳米粒子。小粒径可以极大提高光降解过程中催化剂的量子产率，从而提升催化剂在弱紫外光激发下的光降解过程。
2)利用乙醇溶剂热法，可以一步得到非亲水表面的复合催化剂和锐钛矿结晶的TiO2纳米粒子。利用非亲水表面石墨烯的优异吸附能力保证了在海水体系中对有机污染物优异的吸附性能，也能有效保持锐钛矿TiO2作为活性组分在弱光激发下高效光催化活性。
3)制备方法简单，易于操作，成本低。利用本发明的制备方法可以简便地通过改变反应和热处理条件来调控复合光催化剂的结构和性能。
附图说明
图1为本发明实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂的透射电镜(TEM)照片。
图2为本发明实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂的红外光谱(FT-IR)图。
图3为本发明实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂的X射线衍射(XRD)图。
图4为本发明实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂的固体紫外可见光吸收光谱图。
图5为本发明实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂和DegussaP25型光催化剂在人工海水体系中光降解苯酚的去除率(反应2小时)。
具体实施方式
下面介绍的为本发明较为优选的实施例，并不用于对本发明的限定。
实施例1
(1)催化剂制备
取0.5g具有亲水性表面的氧化石墨烯(比表面积50m2/g)，200mL无水乙醇以及1.5mL去离子水置于烧瓶中，在30℃水浴锅中搅拌吸附。待吸附平衡(12小时以上)后，氧化石墨烯表面形成稳定的吸附水层。
另取溶解了2.15g钛酸四丁酯的50mL无水乙醇，利用恒压漏斗逐滴滴入吸附平衡的体系中。钛酸四丁酯会扩散到吸附水层中，通过水解、缩聚反应，在氧化石墨烯表面吸附层中形成TiO2纳米粒子。反应完成后(5小时),得到包含TiO2-氧化石墨烯粒子的悬浮体系。
将该反应后悬浮体系加至内衬为聚四氟乙烯的高压反应釜，密封后放入鼓风干燥箱中，在160℃下热处理24小时。待结束后，取出反应釜并将其放置于室温下使之自然降温，而后降至室温后，移出抽滤、再分散、洗涤以及烘干后得到粉末样品，为TiO2-还原石墨烯复合光催化剂。
本实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂的透射电镜(TEM)照片如图1(a)所示。
本实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂的红外光谱(FT-IR)图如图2所示。
本实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂的X射线衍射(XRD)图如图3所示。
本实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂的固体紫外可见光吸收光谱图如图4所示。
从图1a的TEM照片中可以看出，半透明纱状结构为载体氧化石墨烯GO的形貌，其表面的颗粒物为TiO2纳米粒子，其粒径在10～20nm左右，较为均匀地分散在GO的表面。对比氧化石墨烯的红外谱图(图2)，经过反应和溶剂热过程之后，催化剂表面的亲水基团显著减少，这就提升了复合催化剂表面对有机物的吸附能力。图3的XRD图谱表明，经过溶剂热过程后复合催化剂中TiO2以锐钛矿结晶存在，这成为复合催化剂具有优异光催化活性的关键。图4的固体紫外吸收光谱表明，复合催化剂具有较高的光吸收，这同样可以提升光催化剂的降解活性。
(2)人工海水体系中光降解过程
称取0.28g实施案例1中得到的TiO2—还原石墨稀复合光催化剂，均匀混合于800mL苯酚的人工海水体系(苯酚浓度为10.0mg/L左右，人工海水组成：氯化镁质量分数为1.1％，氯化钙的质量分数为0.16％，硫酸钠的质量分数为0.4％，氯化钠的质量分数为2.5％)，置于带磁力搅拌的反应器中，控制水浴温度为30℃，关灯吸附0.5小时。吸附平衡后，在弱光光源照射下(8W的紫外黑光灯：波长254nm，光强为24μW/cm2)，反应2小时后进行取样，离心分离，取上层清液，利用TU-19系列紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司，测定波长510nm)，测定苯酚的吸光度并求出其浓度变化。
本实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂在人工海水体系中光降解苯酚的去除率(反应2小时)如图5所示，由图可知，本实施例制备得到复合光催化剂对人工海水体系中苯酚的2h去除率在65％以上。
实施例2
(1)催化剂制备
取0.6g具有亲水性表面的氧化石墨烯(比表面积50m2/g)，200mL无水乙醇以及1.5mL去离子水置于烧瓶中，在30℃水浴锅中搅拌吸附。待吸附平衡(12小时以上)后，氧化石墨烯表面形成稳定的吸附水层。
另取溶解了2.15g钛酸四丁酯的50mL无水乙醇，利用恒压漏斗逐滴滴入吸附平衡的体系中。钛酸四丁酯会扩散到吸附水层中，通过水解、缩聚反应，在氧化石墨烯表面吸附层中形成TiO2纳米粒子。反应完成后(5小时),得到包含TiO2-氧化石墨烯粒子的悬浮体系。
将该反应后悬浮体系加至内衬为聚四氟乙烯的高压反应釜，密封后放入鼓风干燥箱中，在160℃下热处理24小时。待结束后，取出反应釜并将其放置于室温下使之自然降温，而后降至室温后，移出抽滤、再分散、洗涤以及烘干后得到粉末样品，为TiO2-还原石墨烯复合光催化剂。
本实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂的透射电镜(TEM)照片如图1(b)所示。
本实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂的红外光谱(FT-IR)图如图2所示。
本实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂的X射线衍射(XRD)图如图3所示。
本实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂的固体紫外可见光吸收光谱图如图4所示。
从图1b的TEM照片中同样可以看出，半透明纱状结构为载体氧化石墨烯GO的形貌，其表面的颗粒物为TiO2纳米粒子，其粒径在10～20nm左右，较为均匀地分散在GO的表面。随着GO加入量增加，催化剂表面颗粒物数量略微减少，但不明显。对比氧化石墨烯的红外谱图(图2)，经过反应和溶剂热过程之后，催化剂表面的亲水基团同样显著减少，从而提升了复合催化剂表面对有机物的吸附能力。图3的XRD图谱表明，GO加入量变化对溶剂热过程后复合催化剂中TiO2的结晶影响不大，TiO2同样以锐钛矿结晶存在，这同样决定着复合催化剂具有优异光催化活性。图4的固体紫外吸收光谱表明，GO加入量增加会进一步提升复合催化剂的光吸收活性，从而提升光催化剂的降解活性。
(2)人工海水体系中光降解过程
称取0.28g实施案例2中得到的TiO2—还原石墨稀复合光催化剂，均匀混合于800mL苯酚的人工海水体系(苯酚浓度为10.0mg/L左右，人工海水组成：氯化镁质量分数为1.1％，氯化钙的质量分数为0.16％，硫酸钠的质量分数为0.4％，氯化钠的质量分数为2.5％)，置于带磁力搅拌的反应器中，控制水浴温度为30℃，关灯吸附0.5小时。吸附平衡后，在弱光光源照射下(8W的紫外黑光灯：波长254nm，光强为24μW/cm2)，反应2小时后进行取样，离心分离，取上层清液，利用TU-19系列紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司，测定波长510nm)，测定苯酚的吸光度并求出其浓度变化。
本实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂在人工海水体系中光降解苯酚的去除率(反应2小时)如图5所示，由图可知，本实施例制备得到复合光催化剂对人工海水体系中苯酚的2h去除率在75％左右。
实施例3
(1)催化剂制备
取0.8g具有亲水性表面的氧化石墨烯(比表面积100m2/g)，200mL无水乙醇以及3.0mL去离子水置于烧瓶中，在30℃水浴锅中搅拌吸附。待吸附平衡(12小时以上)后，氧化石墨烯表面形成稳定的吸附水层。
另取溶解了2.15g钛酸四丁酯的50mL无水乙醇，利用恒压漏斗逐滴滴入吸附平衡的体系中。钛酸四丁酯会扩散到吸附水层中，通过水解、缩聚反应，在氧化石墨烯表面吸附层中形成TiO2纳米粒子。反应完成后(5小时),得到包含TiO2-氧化石墨烯粒子的悬浮体系。
将该反应后悬浮体系加至内衬为聚四氟乙烯的高压反应釜，密封后放入鼓风干燥箱中，在160℃下热处理24小时。待结束后，取出反应釜并将其放置于室温下使之自然降温，而后降至室温后，移出抽滤、再分散、洗涤以及烘干后得到粉末样品，为TiO2-还原石墨烯复合光催化剂。
本实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂的透射电镜(TEM)照片如图1(c)所示。
本实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂的红外光谱(FT-IR)图如图2所示。
本实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂的X射线衍射(XRD)图如图3所示。
本实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂的固体紫外可见光吸收光谱图如图4所示。
从图1c的TEM照片中同样可以看出，半透明纱状结构为载体氧化石墨烯GO的形貌，其表面的颗粒物为TiO2纳米粒子，其粒径在10～20nm左右，较为均匀地分散在GO的表面。随着GO加入量增加，催化剂表面颗粒物数量略微减少，但不明显。对比氧化石墨烯的红外谱图(图2)，经过反应和溶剂热过程之后，催化剂表面的亲水基团同样显著减少，从而提升了复合催化剂表面对有机物的吸附能力。图3的XRD图谱表明，GO加入量变化对溶剂热过程后复合催化剂中TiO2的结晶影响不大，TiO2同样以锐钛矿结晶存在，这同样决定着复合催化剂具有优异光催化活性。图4的固体紫外吸收光谱表明，GO加入量增加会进一步提升复合催化剂的光吸收活性，从而提升光催化剂的降解活性。
(2)人工海水体系中光降解过程
称取0.28g实施案例3中得到的TiO2—还原石墨稀复合光催化剂，均匀混合于800mL苯酚的人工海水体系(苯酚浓度为10.0mg/L左右，人工海水组成：氯化镁质量分数为1.1％，氯化钙的质量分数为0.16％，硫酸钠的质量分数为0.4％，氯化钠的质量分数为2.5％)，置于带磁力搅拌的反应器中，控制水浴温度为30℃，关灯吸附0.5小时。吸附平衡后，在弱光光源照射下(8W的紫外黑光灯：波长254nm，光强为24μW/cm2)，反应2小时后进行取样，离心分离，取上层清液，利用TU-19系列紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司，测定波长510nm)，测定苯酚的吸光度并求出其浓度变化。
本实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂在人工海水体系中光降解苯酚的去除率(反应2小时)如图5所示，由图可知，本实施例制备得到复合光催化剂对人工海水体系中苯酚的2h去除率在90％左右。
实施例4
(1)催化剂制备
取0.5g具有亲水性表面的氧化石墨烯(比表面积50m2/g)，200mL无水乙醇以及3.0mL去离子水置于烧瓶中，在30℃水浴锅中搅拌吸附。待吸附平衡(12小时以上)后，氧化石墨烯表面形成稳定的吸附水层。
另取溶解了2.15g钛酸四丁酯的50mL无水乙醇，利用恒压漏斗逐滴滴入吸附平衡的体系中。钛酸四丁酯会扩散到吸附水层中，通过水解、缩聚反应，在氧化石墨烯表面吸附层中形成TiO2纳米粒子。反应完成后(5小时),得到包含TiO2-氧化石墨烯粒子的悬浮体系。
将该反应后悬浮体系加至内衬为聚四氟乙烯的高压反应釜，密封后放入鼓风干燥箱中，在160℃下热处理24小时。待结束后，取出反应釜并将其放置于室温下使之自然降温，而后降至室温后，移出抽滤、再分散、洗涤以及烘干后得到粉末样品，为TiO2-还原石墨烯复合光催化剂。
本实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂的透射电镜(TEM)照片如图1(d)所示。
本实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂的红外光谱(FT-IR)图如图2所示。
本实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂的X射线衍射(XRD)图如图3所示。
本实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂的固体紫外可见光吸收光谱图如图4所示。
从图1d的TEM照片中同样可以看出，半透明纱状结构为载体氧化石墨烯GO的形貌，其表面的颗粒物为TiO2纳米粒子，其粒径在10～20nm左右，较为均匀地分散在GO的表面。随着GO加入量增加，催化剂表面颗粒物数量略微减少，但不明显。对比氧化石墨烯的红外谱图(图2)，经过反应和溶剂热过程之后，催化剂表面的亲水基团同样显著减少，从而提升了复合催化剂表面对有机物的吸附能力。图3的XRD图谱表明，GO加入量变化对溶剂热过程后复合催化剂中TiO2的结晶影响不大，TiO2同样以锐钛矿结晶存在，这同样决定着复合催化剂具有优异光催化活性。图4的固体紫外吸收光谱表明，GO加入量增加会进一步提升复合催化剂的光吸收活性，从而提升光催化剂的降解活性。
(2)人工海水体系中光降解过程
称取0.28g实施案例4中得到的TiO2—还原石墨稀复合光催化剂，均匀混合于800mL苯酚的人工海水体系(苯酚浓度为10.0mg/L左右，人工海水组成：氯化镁质量分数为1.1％，氯化钙的质量分数为0.16％，硫酸钠的质量分数为0.4％，氯化钠的质量分数为2.5％)，置于带磁力搅拌的反应器中，控制水浴温度为30℃，关灯吸附0.5小时。吸附平衡后，在弱光光源照射下(8W的紫外黑光灯：波长254nm，光强为24μW/cm2)，反应2小时后进行取样，离心分离，取上层清液，利用TU-19系列紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司，测定波长510nm)，测定苯酚的吸光度并求出其浓度变化。
本实施例所制备的TiO2-还原石墨烯复合光催化剂在人工海水体系中光降解苯酚的去除率(反应2小时)如图5所示，由图可知，本实施例制备得到复合光催化剂对人工海水体系中苯酚的2h去除率在95％以上。
Claims (10)
1.一种弱光响应的TiO2-还原石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将氧化石墨烯、无水乙醇和去离子水混合，水浴中搅拌至形成平衡的吸附体系；
(2)将溶解有钛酸四丁酯的无水乙醇溶液滴加到平衡后的吸附体系中，反应得到到包含TiO2-氧化石墨烯粒子的悬浮体系；
(3)将所得悬浮体系移入高压釜中，密闭后在160℃～180℃下进行热处理；
(4)将步骤(3)所得热处理反应液冷却后分离，经洗涤和烘干处理后得所述TiO2-还原石墨烯复合材料。
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(1)中去离子水和无水乙醇的体积比：1～5:200；氧化石墨烯的加入量为2.5g/L～5.0g/L。
3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(1)中氧化石墨烯比表面积为50m2/g～100m2/g。
4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(1)中水浴温度为0～40℃。
5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(2)中溶解有钛酸四丁酯的无水乙醇溶液中钛酸四丁酯与无水乙醇的质量体积比为1～5g：50mL。
6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，步骤(2)中溶解有钛酸四丁酯的无水乙醇溶液与吸附体系的体积比为1:4～4.5。
7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(2)中反应时间5～10小时。
8.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(3)中热处理时间为20～25h。
9.一种如权利要求1～8任一权利要求所述制备方法制备得到的TiO2-还原石墨烯复合材料。
10.一种如权利要求9所述TiO2-还原石墨烯复合材料在处理人工海水体系有机物中的应用。
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