[發明專利]三氧化二鐵微納米多孔球及其制備方法和用途

無效

• 申請號: 201110032223.2
• 申請日: 2011-01-28
• 公開（公告）號: CN102616861A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 劉崗;汪國忠;蔡偉平;鄧泉
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: C01G49/06
• 分類號: C01G49/06;B82Y40/00;C02F1/30;C02F1/28;B01J23/745;B01J20/06;B01J20/30;C02F101/22;C02F101/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種微納米多孔球及制備方法和用途，尤其是一種三氧化二鐵微納米多孔球及其制備方法和用途。

背景技術

眾所周知，隨著工業化進程的不斷推進，工業污染也日益嚴重，其排放的污水中多含有各種無機和有機污染物。利用半導體吸附重金屬污染物及光催化反應能有效地將有害有機物礦化成二氧化碳和水，從而解決環境污染問題。隨著研究的深入，各種半導體光催化材料相繼出現，其中的二氧化鈦和氧化鋅材料具有明顯的紫外光催化效果；可是，由于二氧化鈦和氧化鋅具有較大的帶隙，需要太陽光譜中較高能量的紫外光激發，而紫外光僅占太陽光能量的5％，使其能量利用率太低，此外，粉末狀的二氧化鈦和氧化鋅光催化材料在使用過程中與污染物之間的分離困難也制約了它們的推廣應用。三氧化二鐵是一種無毒、對可見光響應好、對環境無害的N型半導體(Eg＝2.2eV)光催化劑，其納米量級的三氧化二鐵顆粒雖有著尺寸小、活性高的優點，卻極易團聚，而有著高穩定性的微米量級的三氧化二鐵顆粒因其反應活性過弱而難以實際應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題為克服上述各種技術方案的局限性，提供一種結構合理、實用的三氧化二鐵微納米多孔球。

本發明要解決的另一個技術問題為提供一種上述三氧化二鐵微納米多孔球的制備方法。

本發明要解決的還有一個技術問題為提供一種上述三氧化二鐵微納米多孔球的用途。

為解決本發明的技術問題，所采用的技術方案為：三氧化二鐵微納米多孔球由三氧化二鐵組成，特別是，

所述三氧化二鐵為球狀，所述球狀三氧化二鐵由納米顆粒構成，所述納米顆粒之間有納米介孔；

所述多孔球狀三氧化二鐵為α-Fe₂O₃相結構，其球直徑為500～5000nm，比表面積為15～25m²/g；

所述納米顆粒為具有不同晶相結構的α-Fe₂O₃結構，其粒徑為20～60nm；

所述納米介孔的孔直徑為2～50nm。

為解決本發明的另一個技術問題，所采用的另一個技術方案為：上述三氧化二鐵微納米多孔球的制備方法包括水熱法，特別是完成步驟如下：

步驟1，先將六水合三氯化鐵、抗壞血酸、尿素和水按照摩爾比為0.8～1.2∶0.8～1.2∶2～3∶500～700的比例混合后攪拌均勻，得到混合液，再將混合液置于溫度為140～180℃、壓力為自生壓力下反應至少4h，得到中間產物；

步驟2，先對中間產物進行分離、洗滌和干燥的處理，得到多孔碳酸鐵，再將多孔碳酸鐵置于450～550℃下退火至少4h后自然冷卻至室溫，制得三氧化二鐵微納米多孔球。

作為三氧化二鐵微納米多孔球的制備方法的進一步改進，所述的水為去離子水，或蒸餾水；所述的分離處理為離心處理或磁性分離；所述的離心處理時的轉速為3500～9000r/min、時間為1～3min；所述的洗滌處理為使用去離子水或蒸餾水清洗分離處理后得到的粉體至呈中性；所述的干燥處理為于75～85℃下干燥2h；所述的升溫至450～550℃的時間為30min。

為解決本發明的還有一個技術問題，所采用的還有一個技術方案為：上述三氧化二鐵微納米多孔球的用途為，將三氧化二鐵微納米多孔球置于受有機物染料污染的水中進行可見光催化降解處理，或置于受重鉻酸鉀污染的水中進行吸附處理。

作為三氧化二鐵微納米多孔球的用途的進一步改進，所述的有機物染料為羅丹明6G，或甲基橙。