CN111939893B - 一种储氢材料用复合催化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种储氢材料用复合催化剂及其制备方法。所述复合催化剂包括石墨烯和负载于所述石墨烯上的二氧化钛颗粒和三氧化二钪颗粒；在所述复合催化剂中，所述石墨烯的质量百分比为30％～80％，所述二氧化钛的质量百分比为10％～35％，所述三氧化二钪的质量百分比为10％～35％。所述储氢材料用复合催化剂的制备方法，包括：将石墨烯、钛源加入到有机溶剂中，进行搅拌，得到A溶液；将钪源加入到有机溶剂中，然后加入水，之后加入酸对PH进行调节，进行搅拌得到B溶液；对所述B溶液进行搅拌，同时将所述A溶液滴加到所述B溶液中至形成溶胶；将所述凝胶进行干燥，之后研磨成粉末；将所述粉末进行煅烧处理，即得。

Description

一种储氢材料用复合催化剂及其制备方法
技术领域
本发明属于储氢材料技术领域，具体涉及一种储氢材料用新型氧化物复合催化剂及其制备方法。
背景技术
催化剂在提高金属氢化物的吸放氢速率方面起着重要作用，它能快速有效地促进氢分子的分解。高效的催化剂，即使只添加微量也能极大地提高材料的吸放氢性能。找到一种较为合适的催化剂来提高材料的储氢性能，是研究的热点。
常用的催化剂有过渡金属，过渡金属氧化物，碳材料和卤化物等。近年来的研究发现，过渡金属等催化剂对镁基储氢材料的吸放氢性能改善有良好的效果。催化效果有几种不同机制，如提高氢的分解速度，加速氢扩散或镁的表面修饰。研究表明，将氧化物应用于储氢材料中能够有效提高其储氢性能，可有效提高材料的放氢容量及速率，所以氧化物催化剂是一种提高镁基储氢合金吸放氢性能非常理想的催化剂。其中文献(Enhancedhydrogen storage properties of MgH2 catalyzed with carbon-supportednanocrystalline TiO2，Journal of Power Sources,398,183-192)碳载TiO2催化剂并通过球磨法引入到MgH2中，在140℃，10min内吸收6.6wt％的氢，能够有效提供材料的储氢性能。三氧化二钪尚未有文献报道用于作为储氢材料催化剂。石墨烯作为一种新发现的纳米碳材料，是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角形呈蜂巢晶格的平面薄膜，集优异的力学、热学、电学和磁学性能于一身。石墨烯最大的特性之一是电子在其中的运动速度达到光速的1/300，远远超过电子在其他导体中的运动速度，又比碳纳米管和硅晶体高。石墨烯结构非常稳定，电子间以及电子与蜂窝状栅格间均存在着强烈的相互作用。球磨等机械作用很难破坏石墨烯的结构。因此，为了保证金属氧化物颗粒的稳定性，将金属氧化物颗粒负载在具有高比表面的石墨烯，利用氧化物和石墨烯之间的相互作用和空间限制，使粒子间相互隔开以阻止它们的迁移和聚集，使其在量很少的情况下发挥最高的活性。因此，急需开发一种在石墨烯上负载多种氧化物的复合材料的制备方法。
发明内容
针对现有技术存在的不足及缺陷，本发明的目的之一在于提供一种储氢材料用复合催化剂，该催化剂具有良好的催化性能，可以应用于催化剂、储氢材料、电池材料及超级电容器等领域。
本发明的目的之二在于提供一种储氢材料用复合催化剂的制备方法，该方法可以有效控制产品的形貌和粒径，工艺简单，且所得产物纯度高、金属粒子的分散性好、尺寸粒径均匀且具有良好的催化性能。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种储氢材料用复合催化剂，所述复合催化剂包括石墨烯和负载于所述石墨烯上的二氧化钛颗粒和三氧化二钪颗粒；在所述复合催化剂中，所述石墨烯的质量百分比为30％～80％，所述二氧化钛的质量百分比为10％～35％，所述三氧化二钪的质量百分比为10％～35％。若石墨烯含量过高会导致催化效果降低；石墨烯含量过低则不能起到很好的负载催化剂的作用，会导致钪钛氧化物的团聚、颗粒长大。
在上述储氢材料用复合催化剂中，作为一种优选实施方式，所述二氧化钛与所述石墨烯的质量比为0.125-0.8:1(比如0.15:1、0.175:1、0.20:1、0.225:1、0.25:1、0.35:1、0.45:1、0.55:1、0.65:1、0.70:1、0.725:1、0.75:1)；更优选地，所述二氧化钛与所述三氧化二钪的质量比为(1-3):(1-3)。
一种储氢材料用复合催化剂的制备方法，包括：
步骤一，将石墨烯、钛源加入到有机溶剂中，进行搅拌，得到A溶液；
步骤二，将钪源加入到有机溶剂中，然后加入水，之后加入酸对PH进行调节，进行搅拌得到B溶液；
步骤三，对所述B溶液进行搅拌，同时将所述A溶液滴加到所述B溶液中至形成溶胶；
步骤四，将所述凝胶进行干燥，之后研磨成粉末；
步骤五，将所述粉末进行煅烧处理，即得到所述复合催化剂。
在上述储氢材料用复合催化剂的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述步骤一中，所述石墨烯为功能化石墨烯粉末，所述功能化石墨烯粉末的制备如下：将石墨烯纳米片加入到浓HNO3溶液中，在130-170℃(比如132℃、135℃、138℃、142℃、146℃、150℃、154℃、158℃、162℃、165℃、168℃)下回流4-8h(比如4.2h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h、7.8h)，冷却后将得到固体产物洗涤至中性并烘干，即得到所述功能化石墨烯粉末；优选地，所述浓HNO3溶液的质量百分比浓度为65％。本发明中采用浓HNO3对石墨烯进行预处理的作用是除去石墨烯纳米片表面残留的杂质，并使其表面产生部分活性基团，有利于氧化物的吸附。
在上述储氢材料用复合催化剂的制备方法中，作为一种优选实施方式，按照所述储氢材料用复合催化剂中所述石墨烯、二氧化钛和三氧化二钪的质量比，确定所述步骤一、二中所述石墨烯、钛源和钪源的质量比。
在上述储氢材料用复合催化剂的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述步骤一中，所述钛源为钛酸四丁酯、TiCl4，优选地，所述有机溶剂为异丙醇。
在上述储氢材料用复合催化剂的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述步骤一中，在所述搅拌的同时采用超声进行混合，优选地，所述搅拌的时间为1-2h(比如1.1h、1.2h、1.4h、1.6h、1.8h、2h)。
在上述储氢材料用复合催化剂的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述步骤二中，所述钪源为水合硝酸钪，优选地，所述有机溶剂为异丙醇。本发明采用带结晶水的水合硝酸钪原料便宜，能降低生产成本，本发明也可以选用其他钪原料。
在上述储氢材料用复合催化剂的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述步骤二中，所述酸为硝酸，优选地，所述硝酸为浓HNO3，所述浓HNO3的质量百分比浓度为69％，本发明中采用浓HNO3作用是调节pH值；优选地，将所述PH调节至2～3(比如2、2.5、2.8、3)。若PH过高水解反应太快不能有效抑制钛的水解，会产生白色絮状沉淀导致溶胶制备失败；PH过低会抑制水解反应，使反应物生成溶胶和凝胶的时间大大延长。
在上述储氢材料用复合催化剂的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述步骤三中，所述滴加的速度为1-3滴/秒，优选地，所述溶胶为透明溶胶。
在上述储氢材料用复合催化剂的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述步骤三中，在形成所述溶胶的过程中，将所述B溶液保持恒温；优选地，所述恒温的温度为5-15℃；温度过高，水解反应太快，容易产生白色絮状沉淀，不利于溶胶的生成；温度过低也不利于水解反应的进行。
在上述储氢材料用复合催化剂的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述步骤三中，所述搅拌为磁力搅拌，所述搅拌至形成凝胶的时间为1-2h(比如1h、1.2h、1.5h、1.8h、2h)。
在上述储氢材料用复合催化剂的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述步骤四中，所述干燥的温度为80-95℃(比如81℃、82℃、84℃、86℃、88℃、94℃)，所述干燥的时间为10-20h(比如12h、15h、18h)。
在上述储氢材料用复合催化剂的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述步骤五中，所述煅烧处理的温度为500-650℃，优选为550-650℃(比如555℃、560℃、570℃、580℃、590℃、600℃、610℃、620℃、630℃、640℃、645℃)、时间为2.5-5h，优选为3-5h(比如3.2h、3.4h、3.6h、3.8h、4h、4.2h、4.4h、4.6h、4.8h)，若煅烧处理的时间过长，催化剂晶粒长大，降低催化剂的催化活性，进而降低复合材料储氢性能；时间过短则不利于氧化钪相的生成。更优选地，所述煅烧处理的温度为580-620℃(比如582℃、585℃、590℃、595℃、600℃、605℃、610℃、615℃)；优选地，所述煅烧处理的气氛为空气气氛。
在上述储氢材料用复合催化剂的制备方法中，作为一种优选实施方式，所述异丙醇为分析纯，所述水合硝酸钪、钛酸四丁酯的纯度≥99％，所述石墨烯的纯度≥99.5％。
本发明涉及的原料市场均有售。本发明对钛源、钪源、石墨烯、有机溶剂和(浓)硝酸无特殊要求，均可实施。
本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
(1)本发明提供的制备方法原材料易得，且价格比较低廉。
(2)本发明提供的制备方法比较简单，易于操作，且实验周期短。本发明采用溶胶凝胶法将钪源引入到催化剂中，液相制备有利于催化剂组分的均匀分布，更能提高协同催化性能。
(3)本发明所制备的复合催化剂含有两种氧化物粒子即二氧化钛和三氧化二钪颗粒，在石墨烯上负载分散性良好，粒径较小，约1μm。二氧化钛和三氧化二钪均为重要的金属氧化物材料，具有一系列独特的物理化学特性，本发明利用功能化后的石墨烯，使其和金属氧化物之间有化学键链接，不会因洗涤或超声等处理与氧化物颗粒脱离。
(4)本发明合成的石墨烯负载的二氧化钛和三氧化二钪复合材料(即储氢材料用复合催化剂)不仅具有石墨烯的优良特性，而且同时具备二氧化钛和三氧化二钪的优良催化性能，可以在催化剂、储氢材料、电池材料、超级电容器及光电材料等许多领域具有更佳广泛的应用。
附图说明
图1是本发明实施例3的石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪复合材料的X射线衍射(XRD)图谱。
图2是本发明实施例3的石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪复合材料的FESEM图谱。
图3是本发明实施例3的石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪复合材料的EDS能谱图。
具体实施方式
为了突出表达本发明的目的、技术方案及优点，下面结合实施例对本发明进一步说明，示例通过本发明的解释方式表述而非限制本发明。本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
以下实施例中使用的各种试剂和原料均为市售产品，异丙醇为分析纯，所述水合硝酸钪、钛酸四丁酯的纯度≥99％，石墨烯的纯度≥99.5％，浓硝酸的质量浓度为65％。
实施例1
本实施例制备一种石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪复合材料(即储氢材料用复合催化剂)，其中所述二氧化钛、三氧化二钪和石墨烯三者质量比为1:1:8，其采用如下方法制备得到：
(1)将石墨烯纳米片放入浓HNO3溶液中，140℃下回流8h，冷却至室温后用去离子水洗至中性并烘干，其中烘干温度为80℃，得到功能化石墨烯粉末；
(2)将0.8g功能化石墨烯粉末和0.4256g钛酸四丁酯加入到10mL异丙醇试剂中，磁力搅拌混匀1h，得到A共混液；将0.361g一水合硝酸钪加入10ml异丙醇中，然后加入8ml水，通过加入浓硝酸，调节PH＝2-3，搅拌一段时间从而得到B溶液；
(3)将溶液B置于10℃的恒温槽中，B溶液采用磁力剧烈搅拌，将A溶液以约1滴/秒的速度缓慢滴入B中，形成透明溶胶，一直继续搅拌2h，直至形成凝胶；
(4)将凝胶放入烘箱中，在80℃下烘箱干燥10h，然后将其研磨成粉末；
(5)将烘干后的粉末在空气气氛下600℃进行煅烧处理4h，最后自然冷却至室温，得到所述石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪复合材料。
对本实施例制备的石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪复合材料的催化性能进行测试：取9.5g镁粉和0.5g石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪复合材料，利用球磨法进行预处理，其中球磨过程在氩气气氛保护下进行，预处理球磨时间5h，球料比(即钢球质量与镁粉和石墨烯二氧化钛和三氧化二钪粉末两种原料的总质量之比)为20:1，转速为400r/min，得到镁/石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪粉末。将镁/石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪粉末进行氢化燃烧法合成，在合成过程中，镁/石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪粉末在2MPa氢气气氛下升温到580℃保温2h，然后降温至340℃保温4h，最后冷却至室温，得到粉末状的镁基储氢材料。取2g上述粉末状的镁基储氢材料放入球磨罐中，在0.1MPa氢气气氛下球磨10h，转速为400rpm，球料比为30:1，即可得到纳米镁基储氢材料。
利用本实施例提供的石墨烯负载三氧化二钪和二氧化钛复合材料制备的纳米镁基储氢材料在3.0MPa氢压、373K下，100s内吸氢无法达到饱和，吸氢量只能达到4.62wt.％；473K下，10min内能够吸5.23wt％氢气，30min能够吸5.95wt％氢气；在573K下，10min内能够放出1.93wt％氢气，40min能够放出5.13wt％氢气。催化性能偏低的主要原因是石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪含量过低。
实施例2
本实施例制备一种石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪复合材料，其中二氧化钛、三氧化二钪和石墨烯三者质量比为1:1:3，其采用如下方法制备得到：
(1)将石墨烯纳米片放入浓HNO3溶液中，140℃下回流8h，冷却至室温后用去离子水洗至中性并烘干，其中烘干温度为80℃，得到功能化石墨烯粉末；
(2)将0.6g功能化石墨烯粉末和0.8512g钛酸四丁酯加入到10mL异丙醇试剂中，磁力搅拌混匀1h，得到A共混液；将0.72g一水合硝酸钪加入10ml异丙醇中，然后加入8ml水，通过加入浓硝酸，调节PH＝2-3，搅拌一段时间从而得到B溶液；
(3)将溶液B置于10℃的恒温槽中，B溶液采用磁力剧烈搅拌，将A溶液以约1滴/秒的速度缓慢滴入B中，形成透明溶胶，一直继续搅拌2h，直至形成凝胶；
(4)将凝胶放入烘箱中，在55℃下烘箱干燥10h，然后将其研磨成粉末；
(5)将烘干后的粉末在空气气氛下600℃进行煅烧处理4h，最后自然冷却至室温，得到所述石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪复合材料。
以与实施例1相同的方法对本实施例制备的石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪复合材料进行催化性能测试。利用本实施例提供的石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪复合材料制备的纳米镁基储氢材料在3.0MPa氢压、373K下，100s内吸氢无法达到饱和，吸氢量能达到5.21wt.％；473K下，10min内能够吸5.55wt％氢气，30min能够吸6.12wt％氢气；在573K下，10min内能够放出3.93wt％氢气，40min能够放出5.98wt％氢气。
实施例3
本实施例制备一种石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪复合材料，其中所述二氧化钛、三氧化二钪和石墨烯三者质量比为3:3:4，其采用如下方法制备得到：
(1)将石墨烯纳米片放入浓HNO3溶液中，140℃下回流8h，冷却至室温后用去离子水洗至中性并烘干，其中烘干温度为80℃，得到功能化石墨烯粉末；
(2)将0.4g功能化石墨烯粉末和1.2768g钛酸四丁酯加入到10mL异丙醇试剂中，磁力搅拌混匀1h，得到A共混液；将1.08g一水合硝酸钪加入10ml异丙醇中，然后加入8ml水，通过加入浓硝酸，调节PH＝2-3，搅拌一段时间从而得到B溶液；
(3)将溶液B置于10℃的恒温槽中，B溶液采用磁力剧烈搅拌，将A溶液以约1滴/秒的速度缓慢滴入B中，形成透明溶胶，一直继续搅拌2h，直至形成凝胶；
(4)将凝胶放入烘箱中，在55℃下烘箱干燥10h，然后将其研磨成粉末；
(5)将烘干后的粉末在空气气氛下600℃进行煅烧处理4h，最后自然冷却至室温，得到所述石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪复合材料。
图1为本实施例中石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪复合材料的X射线衍射(XRD)图谱，从图中可以看出复合材料的相成分为石墨烯、二氧化钛和三氧化二钪。
图2是本实施例制备的石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪复合材料的FESEM图谱，从图中可以看到石墨烯纳米片以及附着在表面的二氧化钛和三氧化二钪颗粒。
图3是本实施例制备的石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪复合材料的EDS图谱，从图中可以看出钛元素和钪元素分散非常均匀，而碳元素的分布与FESEM形貌图吻合，证明片状材料为石墨烯纳米片。
以与实施例1相同的方法对本实施例制备的石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪复合材料进行催化性能测试。利用本实施例提供的石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪复合材料制备的纳米镁基储氢材料在3.0MPa氢压、373K下，100s内能够达到饱和吸氢，饱和吸氢量达到6.53wt.％。在473K下，10min内能够吸6.63wt％氢气，30min能够吸6.64wt％氢气；在573K下，10min内能够放出5.94wt％氢气，40min能够放出6.57wt％氢气。本实施例催化剂性能较好，主要原因是石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪复合材料中二氧化钛和三氧化二钪含量较高，但也不是含量越高越好，含量过高会导致石墨烯的量降低，从而使催化剂的性能下降。
实施例4
本实施例制备一种石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪复合材料，其中所述二氧化钛、三氧化二钪和石墨烯三者质量比为4:4:2，其采用如下方法制备得到：
(1)将石墨烯纳米片放入浓HNO3溶液中，140℃下回流8h，冷却至室温后用去离子水洗至中性并烘干，其中烘干温度为80℃，得到功能化石墨烯粉末；
(2)将0.25g功能化石墨烯粉末和2.128g钛酸四丁酯加入到10mL异丙醇试剂中，磁力搅拌混匀1h，得到A共混液；将1.8016g一水合硝酸钪加入10ml异丙醇中，然后加入8ml水，通过加入浓硝酸，调节PH＝2-3，搅拌一段时间从而得到B溶液；
(3)将溶液B置于10℃的恒温槽中，B溶液采用磁力剧烈搅拌，将A溶液以约1滴/秒的速度缓慢滴入B中，形成透明溶胶，一直继续搅拌2h，直至形成凝胶；
(4)将凝胶放入烘箱中，在55℃下烘箱干燥10h，然后将其研磨成粉末；
(5)将烘干后的粉末在空气气氛下600℃进行煅烧处理4h，最后自然冷却至室温，得到所述石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪复合材料。
以与实施例1相同的方法对本实施例制备的石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪复合材料进行催化性能测试。利用本实施例提供的石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪复合材料制备的纳米镁基储氢材料在3.0MPa氢压、373K下，100s内能够吸氢0.62wt.％，2000s到饱和吸氢，饱和吸氢量达到4.67wt.％。，473K下，10min内能够吸3.26wt％氢气，30min能够吸4.75wt％氢气；在573K下，10min内能够放出2.12wt％氢气，40min能够放出4.13wt％氢气。
实施例5-8
实施例5-8中除了煅烧处理的温度或者时间与实施例3不同外，其余步骤均与实施例3相同，其结果如下表1。
表1
对比例1
此对比例1提供一种石墨烯负载二氧化钛的催化材料，其中二氧化钛和石墨烯的质量比为6:4。
(1)将石墨烯纳米片放入浓HNO3溶液中，140℃下回流8h，冷却至室温后用去离子水洗至中性并烘干，其中烘干温度为80℃，得到功能化石墨烯粉末；
(2)将0.4g功能化石墨烯粉末和2.556g钛酸四丁酯加入到10mL异丙醇试剂中，磁力搅拌混匀1h，得到A共混液；在10ml异丙醇中加入8ml水，通过加入浓硝酸，调节PH＝2-3，搅拌一段时间从而得到B溶液；
(3)将溶液B置于10℃的恒温槽中，B溶液采用磁力剧烈搅拌，将A溶液以约1滴/秒的速度缓慢滴入B中，形成透明溶胶，一直继续搅拌2h，直至形成凝胶；
(4)将凝胶放入烘箱中，在55℃下烘箱干燥10h，然后将其研磨成粉末；
(5)将烘干后的粉末在空气气氛下600℃进行煅烧处理4h，最后自然冷却至室温，得到所述石墨烯负载二氧化钛复合材料。
利用本实施例提供的石墨烯负载二氧化钛复合材料制备的纳米镁基储氢材料在3.0MPa氢压、473K下，10min内能够吸附4.19wt％氢气，30min能够吸附5.14wt％氢气；在573K下，10min内能够放出2.77wt％氢气，40min能够放出6.14wt％氢气。
对比例2
此对比例2提供一种石墨烯负载三氧化二钪的催化材料，其中三氧化二钪和石墨烯的质量比为6:4。
(1)将石墨烯纳米片放入浓HNO3溶液中，140℃下回流8h，冷却至室温后用去离子水洗至中性并烘干，其中烘干温度为80℃，得到功能化石墨烯粉末；
(2)将0.4g功能化石墨烯粉末和2.16g一水合硝酸钪加入到10mL异丙醇试剂中，磁力搅拌混匀1h，得到混合溶液；
(3)放入烘箱中，在55℃下烘箱干燥10h，然后将其研磨成粉末；
(4)将烘干后的粉末在空气气氛下600℃进行煅烧处理4h，最后自然冷却至室温，得到所述石墨烯负载二氧化钛复合材料。
利用本实施例提供的石墨烯负载二氧化钛复合材料制备的纳米镁基储氢材料在3.0MPa氢压、473K下，10min内能够吸附2.77wt％氢气，30min能够吸附5.09wt％氢气；在573K下，10min内能够放出0.33wt％氢气，40min能够放出2.74wt％氢气。

Claims (1)

1.一种储氢材料用复合催化剂，其特征在于，所述复合催化剂包括石墨烯和负载于所述石墨烯上的二氧化钛颗粒和三氧化二钪颗粒；在所述复合催化剂中，所述二氧化钛、三氧化二钪和石墨烯三者质量比为3:3:4，采用如下方法制备得到：
（1）将石墨烯纳米片放入浓HNO3溶液中，140℃下回流8h，冷却至室温后用去离子水洗至中性并烘干，其中烘干温度为80℃，得到功能化石墨烯粉末；
（2）将0.4g功能化石墨烯粉末和1.2768g钛酸四丁酯加入到10mL异丙醇试剂中，磁力搅拌混匀1h，得到A共混液；将1.08g一水合硝酸钪加入10mL异丙醇中，然后加入8mL水，通过加入浓硝酸，调节pH＝2-3，搅拌一段时间从而得到B溶液；
（3）将B溶液置于10℃的恒温槽中，B溶液采用磁力剧烈搅拌，将A共混液以约1滴/秒的速度缓慢滴入B溶液中，形成透明溶胶，一直继续搅拌2h，直至形成凝胶；
（4）将凝胶放入烘箱中，在55℃下烘箱干燥10h，然后将其研磨成粉末；
（5）将烘干后的粉末在空气气氛下600℃进行煅烧处理4h，最后自然冷却至室温，得到石墨烯负载二氧化钛和三氧化二钪的复合催化剂。
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