[發明專利]復合磁性可見光催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201610127862.X
• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN105642317A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 徐建;高生旺;郭昌勝;呂佳佩;張遠;林海霞
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: B01J27/08
• 分類號: B01J27/08;C02F1/30;C02F101/34
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

技術領域

本發明涉及一種污水處理材料，具體為復合磁性可見光催化劑及其制備方法 和應用。

背景技術

自20世紀90年代起，環境中內分泌干擾物的影響已經成為各國研究的一個 熱點。如何消除環境水體中的雙酚A的污染是成為目前亟待解決的關鍵問題之 一。以納米材料為代表的多相催化高級氧化技術由于其降解速度快、應用范圍廣 等特點在環境治理和能源開發方面發揮日益重要的作用，研發能夠有效利用太陽 能實現環境中雙酚A降解的可見光催化材料也已成為人們研究的熱點。BiOI屬 于V-VI-VII族的三元化合物，是近年來新研究的一種可見光響應的半導體光催 化材料，它具有良好的導電性，光學和熒光性能，在BiOX(X＝F，Cl，Bi，I)家 族中，BiOI的禁帶寬度最小，有利于可見光下光電子的激發，在可見光下對雙 酚A、羅丹明B等都具有良好的光催化降解效果。

在BiOI降解水體內分泌干擾物的研究中，催化劑多以粉末形式懸浮在水中 進行光催化反應。懸浮態的顆粒雖然可以通過離心或過濾進行分離，但是耗時耗 力，成本增加，限制了其工業化應用。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種方便分離的催化劑，降低成本。

具體技術方案為：

復合磁性可見光催化劑，包括四方晶型的BiOI和立方相的Fe₃O₄。

復合磁性可見光催化劑，以下原料按照重量比例制備所得：

(1)將0.97gBi(NO₃)₃·5H₂O和0.058-0.464g的Fe₃O₄分散于100mL的水 溶液中，劇烈攪拌的過程中加入5ml醋酸，隨后將此溶液磁力攪拌30min；

(2)稱取30mL含有0.332gKI和0.3g醋酸鈉的水溶液中，繼續磁力攪動 2小時，陳化1小時；

(3)將磁性分離得到的固體產物用去離子水和乙醇洗3次，最后在真空60℃ 中干燥12小時，得到Fe₃O₄/BiOI光催化材料即為復合磁性可見光催化劑。

復合磁性可見光催化劑，用于降解環境中的雙酚A。

本發明提供的復合磁性可見光催化劑及其制備方法，首次利用共沉淀法將半 導體材料BiOI和磁性材料Fe₃O₄進行復合，得到一種可見光響應的磁性光催化 劑，該材料在可見光照射下能有效地降解環境中的內分泌干擾物-雙酚A，并在 外加磁場的作用下可實現高效回收和重復循環使用，降低了催化劑的使用成本， 為環境中內分泌干擾物的去除提供了新的光催化材料，在環境凈化和污水處理方 面有較好的應用前景，且合成方法簡單、可操作性強，便于進一步大規模的工業 生產。

附圖說明

圖1為實施例1所制備樣品的XRD圖譜；

圖2為實施例1所制備樣品的場發射掃描電鏡圖譜；

圖3為實施例1所制備樣品的紫外-可見吸收光譜；

圖4為實施例1所制備樣品利用振動磁強計來考察樣品的磁性能；

圖5為實施例不同催化劑投加量下降解雙酚A的效果圖；

圖6為實施例3所制備樣品對雙酚A的光催化降解效果與雙酚A自降解、 不同組分Fe₃O₄/BiOI作用下的降解效果的比較圖；

圖7為實施例3所制備的催化材料在不同pH條件下的降解效果；

圖8為實施例3所制備樣品循環進行四次實驗對雙酚A的光催化降解效果 圖。

具體實施方式

結合實施例說明本發明的具體實施方式。

實施例1