[發(fā)明專(zhuān)利]一種TiO2磁珠及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710155023.3
• 申請(qǐng)日: 2017-03-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106890678B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 畢玉水
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 泰山醫(yī)學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): B01J31/38
• 分類(lèi)號(hào): B01J31/38;C02F1/30;A01N25/26;A01N59/16;A01P1/00;C02F101/30
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

本發(fā)明提供了一種TiO₂磁珠及其應(yīng)用，所述TiO₂磁珠的結(jié)構(gòu)式為CoFe₂O₄@SiO₂@GR–TiO₂@ALG–Ca–CS，以磁性納米CoFe₂O₄為內(nèi)核，SiO₂、GR–TiO₂及ALG–Ca–CS依次包覆在其表面形成磁珠。相較純TiO₂，本發(fā)明所制備TiO₂磁珠克服了純TiO₂難以響應(yīng)可見(jiàn)光、難分離和回收等缺陷，可應(yīng)用于光催化領(lǐng)域，如降解有機(jī)污染物、殺菌和光動(dòng)力治療等。步驟簡(jiǎn)單、操作方便、實(shí)用性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米材料和光催化領(lǐng)域，特別涉及一種TiO₂磁珠及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

TiO₂屬于n型半導(dǎo)體，作為催化劑材料主要應(yīng)用于光催化領(lǐng)域。由于其成本低、無(wú)毒、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)以及光催化活性高等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于光催化降解有機(jī)物、殺菌、光動(dòng)力治療等。

TiO₂的禁帶寬度較大(3.2eV)，僅在紫外光照射下才能引發(fā)光催化反應(yīng)，而紫外光能量?jī)H占太陽(yáng)光能量的3-5％，這就大大限制了它在光催化領(lǐng)域特別是液相光催化中的使用效率。為了充分利用太陽(yáng)光，使TiO₂改性從而在可見(jiàn)光(約占太陽(yáng)光能量的45％)照射下發(fā)生光催化反應(yīng)成為研究的重點(diǎn)。目前，TiO₂改性的方法有金屬摻雜、非金屬摻雜、染料敏化、半導(dǎo)體復(fù)合等。牛奎等制備了CeO₂/TiO₂介孔復(fù)合材料，并用于光催化降解甲基橙模擬染料廢水研究，發(fā)現(xiàn)：稀土金屬元素Ce的引入降低了TiO₂的帶隙能級(jí)，擴(kuò)大了光響應(yīng)范圍，使復(fù)合產(chǎn)物的吸收帶邊發(fā)生了紅移，有效吸光范圍拓展到了470nm附近的可見(jiàn)光區(qū)，復(fù)合產(chǎn)物投入量為2g/L時(shí)在5h內(nèi)對(duì)40mL質(zhì)量濃度為20mg·L^-1的甲基橙溶液脫色率可達(dá)90％(牛奎，梁力曼，耿浩，張建平，趙瑩，趙永光，河北科技師范學(xué)院學(xué)報(bào),2015,29,1:39-44)。當(dāng)前，開(kāi)發(fā)新的可見(jiàn)光響應(yīng)型TiO₂復(fù)合材料是實(shí)際應(yīng)用向TiO₂光催化提出的一個(gè)重要問(wèn)題，是研發(fā)的重要方向并且有很大的開(kāi)發(fā)空間。

另一方面，在液相光催化中，TiO₂面臨的另一問(wèn)題是使用完后如何分離和回收，以提高其利用率，并使環(huán)境免遭二次污染。引入磁性是最直接的一種方法；通過(guò)引入磁性物質(zhì)與TiO₂結(jié)合，使TiO₂改性后具有磁性，在外加磁場(chǎng)的作用下，吸出TiO₂從而加以再生和重復(fù)利用。可作磁性材料的物質(zhì)有Ni、Fe、Co、Fe₃O₄、Co₃O₄、鐵酸鹽等。當(dāng)前，開(kāi)發(fā)新型磁性TiO₂復(fù)合材料也是實(shí)際應(yīng)用向TiO₂光催化提出的一個(gè)重要問(wèn)題。

因此，開(kāi)發(fā)新型TiO₂光催化材料時(shí)，可從如何提高其可見(jiàn)光響應(yīng)性和如何引入磁性?xún)梢厝胧志C合考慮。