[發明專利]鐵酸鋅膨潤土復合光催化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201810641335.X
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN108837819B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 郭亞丹;郭怡秦;湯丹丹;李鵬;王學剛
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: B01J23/06
• 分類號: B01J23/06;C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 侯小鋒

本發明提供了鐵酸鋅膨潤土復合光催化劑及其制備方法與應用，屬于光催化新材料及環保技術領域。本發明提供的鐵酸鋅膨潤土復合光催化劑的制備方法，通過采用操作簡單，反應溫和的制作工藝，獲得光催化性能良好的鐵酸鋅膨潤土復合光催化劑；將納米鐵酸鋅復合在鈉基膨潤土的層間和表面，使復合催化劑同時具備良好的吸附性能及光催化活性。利用膨潤土的吸附性能和納米鐵酸鋅的光轉換能力，以達到去除環境污染物的目的；改善了鐵酸鋅顆粒在降解污染物過程中光催化活性低，回收困難等問題，有利于光催化技術應用于實際廢水中。

技術領域

本發明涉及光催化新材料及環保技術領域，具體而言，涉及鐵酸鋅膨潤土復合光催化劑及其制備方法與應用。

背景技術

傳統的水處理工藝(如吸附法、化學氧化法、活性污泥法以及聯合工藝)對難降解的有機污染物(如染料廢水)無法完全降解。而反應條件溫和、不產生二次污染的光催化技術引起科學研究的廣泛關注。尖晶石結構的ZnFe₂O₄是一種以鐵氧化物為主的金屬氧化物，由于其具有合適的能隙結構，因此在太陽能轉換以及光催化方面有著廣泛的應用。然而，由于ZnFe₂O₄電荷載流子的快速重組，導致光催化活性相對較低、固液分離困難等問題，不利于將ZnFe₂O₄應用到實際廢水處理方面。

發明內容

本發明的目的在于提供了鐵酸鋅膨潤土復合光催化劑的制備方法，通過該制備方法，能制備出催化效率較高的光催化劑。

本發明的第二目的在于提供鐵酸鋅膨潤土復合光催化劑，該催化劑具備較高的光催化效率，提高環境污染物的降解。

本發明的第三目的在于提供上述鐵酸鋅膨潤土復合光催化劑在環境污染物降解中的應用。

為了實現本發明的上述目的，采用以下技術方案：

鐵酸鋅膨潤土復合光催化劑的制備方法，包括以下步驟：

將硝酸鋅溶液和硝酸鐵溶液混合，得到鐵酸鋅混合溶液；

將鐵酸鋅混合溶液與檸檬酸溶液混合，并于第一水浴中第一攪拌加熱制得前驅體溶膠；

將鈉基膨潤土懸浮液與前驅體溶膠混合并第二水浴加熱，第二攪拌、離心、干燥，制得鐵酸鋅膨潤土復合光催化劑。

一種鐵酸鋅膨潤土復合光催化劑，鐵酸鋅膨潤土復合光催化劑由上述的鐵酸鋅膨潤土復合光催化劑的制備方法的制備方法制備得到。

上述的鐵酸鋅膨潤土復合光催化劑在環境污染物降解中的應用。

本發明的有益效果為：本發明提供的鐵酸鋅膨潤土復合光催化劑的制備方法，通過采用操作簡單，反應溫和的制作工藝，獲得光催化性能良好的鐵酸鋅膨潤土復合光催化劑；將納米鐵酸鋅復合在鈉基膨潤土的層間和表面，使復合催化劑同時具備良好的吸附性能及光催化活性。利用膨潤土的吸附性能和納米鐵酸鋅的光轉換能力，以達到去除環境污染物的目的；改善了鐵酸鋅顆粒在降解污染物過程中光催化活性低，回收困難等問題，有利于光催化技術應用于實際廢水中。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本發明實驗例1提供催化劑的XRD圖；

圖2為本發明實驗例1提供的可見光響應的催化劑對羅丹明B的降解效果圖；

圖3為本發明實驗例1提供的鐵酸鋅膨潤土復合光催化劑降解鉻廢水的結果示意圖；