[發(fā)明專利]一種分級α-Fe2O3/TiO2中空球雙功能光催化劑及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410813942.1
• 申請日: 2014-12-23
• 公開（公告）號: CN104437495A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李銀輝;陳建新;張娜;李瑞娟
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01J23/745
• 分類號: B01J23/745;B01J35/08;B01J20/06;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/30;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

1.一種分級α-Fe₂O₃/TiO₂中空球雙功能光催化劑，其特征為該光催化劑為用以下方法制得，包括下述步驟：

將鈦源在室溫下加入到溶劑中溶解，得到鈦前驅(qū)體溶液；再加入FeOOH粉體，超聲分散5min，將上述混合液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，在聚四氟高壓反應(yīng)釜中160-180℃保持6-24h，冷卻至室溫后，沉淀用乙醇或蒸餾水洗滌，再經(jīng)80-100℃干燥12-24h，即得到分級α-Fe₂O₃/TiO₂中空球雙功能光催化劑；其中，摩爾比鈦源：FeOOH＝1:5-10；

所述的鈦源為鈦酸丁酯、三氯化鈦、四氯化鈦、異丙醇鈦或硫酸氧鈦。

2.如權(quán)利要求1所述的分級α-Fe₂O₃/TiO₂中空球雙功能光催化劑，其特征為所述的溶劑為無水乙醇或蒸餾水。

3.如權(quán)利要求1所述的分級α-Fe₂O₃/TiO₂中空球雙功能光催化劑，其特征為所述的FeOOH粉體的制備方法，包括以下步驟：

(1)CuO的制備：將Cu(CH₃COO)₂·H₂O和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)加入到二甲基甲酰胺中(DMF)，再將NaBH₄加入到上述溶液中，攪拌至溶解后，將混合物加熱到80℃并在水浴中保持15min，產(chǎn)物用乙醇洗滌，得到Cu₂O納米球，將其在60℃下干燥，然后轉(zhuǎn)移到馬弗爐中在300℃下保持30min，以得到CuO單分散納米球；其中物料配比為：每25ml的二甲基甲酰胺中加2mmol的Cu(CH₃COO)₂·H₂O，0.5-2mmol的聚乙烯吡咯烷酮和30mg的NaBH₄；

(2)FeOOH的制備：將上述制備的CuO納米球加入到去離子水中，超聲波分散5-10min，再加入FeCl₂，然后將混合溶液在聚四氟高壓反應(yīng)釜中170℃保持1h，冷卻至室溫后，沉淀用氨水和去離子水的混合液洗滌，再分別用去離子水和乙醇洗滌，再經(jīng)80℃干燥12h即得到FeOOH粉體；其物料配比為：質(zhì)量比CuO納米球：FeCl₂＝1：1，每70mL去離子水加50mg的CuO納米球。

4.如權(quán)利要求3所述的分級α-Fe₂O₃/TiO₂中空球雙功能光催化劑，其特征為所述的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的分子量為30000-100000。

5.如權(quán)利要求3所述的分級α-Fe₂O₃/TiO₂中空球雙功能光催化劑，其特征為所述的步驟(2)中的混合液中的組成為體積比氨水：去離子水＝1:1。

6.如權(quán)利要求1所述的分級α-Fe₂O₃/TiO₂中空球雙功能光催化劑的應(yīng)用方法，其特征為用于去除水中重金屬離子，包括如下步驟：

(1)稱取含有重金屬無機鹽的溶液，其中，溶液中重金屬離子的濃度為0.001-0.05M；

(2)將分級α-Fe₂O₃/TiO₂中空球雙功能光催化劑加入到含重金屬離子的水溶液中，加入量為1mg催化劑/mL重金屬離子溶液，于室溫～40℃水浴中加熱攪拌，同時在150W高壓鹵素燈下距離光源10～20cm光照反應(yīng)0.5～2h，通過鹽酸或氫氧化鈉溶液調(diào)pH值為2-7，反應(yīng)完畢。

7.如權(quán)利要求6所述的分級α-Fe₂O₃/TiO₂中空球雙功能光催化劑的應(yīng)用方法，其特征為所述的步驟(1)中重金屬無機鹽具體為可溶性銅鹽、可溶性鋅鹽、可溶性鉛鹽和可溶性鎘鹽中的一種鹽溶液或多種混合鹽溶液。

8.如權(quán)利要求6所述的分級α-Fe₂O₃/TiO₂中空球雙功能光催化劑的應(yīng)用方法，其特征為所述的步驟(1)中可溶性銅鹽為氯化銅、硝酸銅或硫酸銅；可溶性鋅鹽為氯化鋅或硝酸鋅；可溶性鉛鹽為硝酸鉛；可溶性鎘鹽為氯化鎘。