[發(fā)明專利]一種磁性納米光催化劑及其制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201810923259.1 | 申請(qǐng)日： | 2018-08-14 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN108940284A | 公開(kāi)（公告）日： | 2018-12-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 朱永法;徐忠彬;嚴(yán)哲婷 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 江蘇仁凈環(huán)保科技有限公司 |
| 主分類號(hào)： | B01J23/745 | 分類號(hào)： | B01J23/745;C02F1/30;C02F101/30 |
| 代理公司： | 暫無(wú)信息 | 代理人： | 暫無(wú)信息 |
| 地址： | 215000 江蘇省蘇州市蘇州工*** | 國(guó)省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 光催化劑 磁性納米 納米級(jí) 制備 亞甲基藍(lán)溶液 催化劑 二氧化鈦光催化劑 聚乙烯吡咯烷酮 光催化活性 可見(jiàn)光響應(yīng) 可見(jiàn)光照射 回收 苯甲酸鈉 外加磁場(chǎng) 重量份數(shù) 光降解 殼聚糖 可重復(fù) 尿囊素 外磁場(chǎng) 再利用 降解 回收率 復(fù)合 重復(fù) | ||
本發(fā)明公開(kāi)了一種磁性納米光催化劑及其制備方法。磁性納米光催化劑包括以下重量份數(shù)的原料：15?30份納米級(jí)Fe3O4、45?60份納米級(jí)TiO2、10?15份苯甲酸鈉、12?25份聚乙烯吡咯烷酮、10?15份尿囊素、10?20份殼聚糖。本發(fā)明的磁性納米光催化劑對(duì)納米級(jí)TiO2與納米級(jí)Fe3O4復(fù)合，可最大程度的提高二氧化鈦光催化劑回收率；將該催化劑置于亞甲基藍(lán)溶液中，可見(jiàn)光照射降解，再利用外加磁場(chǎng)回收該催化劑，重復(fù)光降解亞甲基藍(lán)溶液。結(jié)果表明該方法制備的光催化劑具有明顯的可見(jiàn)光響應(yīng)，光催化活性高，利用外磁場(chǎng)進(jìn)行回收可重復(fù)使用。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及納米光催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種磁性納米光催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)
近年來(lái)，隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，光催化劑材料成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)。在光催化領(lǐng)域，二氧化鈦因具有成本低廉，高的化學(xué)穩(wěn)定性，強(qiáng)氧化性，無(wú)毒，無(wú)污染等特點(diǎn)而成為使用最多的光催化劑，以二氧化鈦為主的材料在光催化氧化有機(jī)污染物方面得到了廣泛的研究。二氧化鈦雖然穩(wěn)定，但是帶隙比較寬，光吸收僅限于紫外區(qū)和近紫外區(qū)，可利用的能量尚達(dá)不到照射到地面的太陽(yáng)光譜的10％。并且，由于半導(dǎo)體固有的光生電子與空穴的復(fù)合性，使光催化反應(yīng)的光量子效率很低，減弱了光催化劑的光催化活性。這些問(wèn)題在很大程度上限制了二氧化鈦的實(shí)際應(yīng)用。
因此，為了提高光能利用率、光量子效率、反應(yīng)活性和光穩(wěn)定性，對(duì)二氧化鈦的表面修飾改性，提高反應(yīng)性能成為科學(xué)研究的焦點(diǎn)。目前，對(duì)二氧化鈦的表面修飾方法有多種，常見(jiàn)的主要有：①寬帶隙半導(dǎo)體與二氧化鈦的復(fù)合，可以更有效的利用已經(jīng)吸收的光能；②窄帶隙半導(dǎo)體與二氧化鈦的復(fù)合，其目的是拓展光催化劑對(duì)光的響應(yīng)范圍和抑制電子與空穴的復(fù)合；③利用貴金屬或稀土元素對(duì)二氧化鈦摻雜金屬進(jìn)行改性，利用雜質(zhì)離子來(lái)改變半導(dǎo)體中電子和空穴的濃度；④非金屬元素對(duì)二氧化鈦的摻雜改性，可以拓展光催化劑對(duì)光的響應(yīng)范圍；⑤利用有機(jī)染料對(duì)二氧化鈦進(jìn)行改性，根據(jù)光活性染料吸附于光催化劑表面的性質(zhì)在二氧化鈦中加入一定量的光敏材料，以擴(kuò)大二氧化鈦的激發(fā)波長(zhǎng)范圍，增強(qiáng)光催化反應(yīng)的反應(yīng)效率。
上述方法改性之后的二氧化鈦催化劑存在不易回收利用的缺點(diǎn)。因此，本發(fā)明提供一種易回收利用的磁性納米光催化劑及其制備方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種磁性納米光催化劑及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種磁性納米光催化劑，包括以下重量份數(shù)的原料：15-30份納米級(jí)Fe3O4、45-60份納米級(jí)TiO2、10-15份苯甲酸鈉、12-25份聚乙烯吡咯烷酮、10-15份尿囊素、10-20份殼聚糖。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：包括以下重量份數(shù)的原料：22份納米級(jí)Fe3O4、52份納米級(jí)TiO2、13份苯甲酸鈉、20份聚乙烯吡咯烷酮、12份尿囊素、15份殼聚糖。
一種磁性納米光催化劑的制備方法，包括以下步驟：
(1)將納米級(jí)Fe3O4分散在40-70份無(wú)水乙醇中，超聲，得到懸濁液；
(2)將苯甲酸鈉與聚乙烯吡咯烷酮混合，然后將混合物加入100-120份的無(wú)水乙醇中，得到混合液A；
(3)將殼聚糖和尿囊素溶解在50-80份55-80℃的水中，得到混合液B；
(4)將步驟(1)得到的懸濁液與步驟(2)得到的混合液A混合；然后經(jīng)超聲處理10-20min；然后將所得物置于65-80℃下水浴加熱20-40min，得到混合液C；
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