[發明專利]一種利用廢舊堿性電池制備復合納米磁性光催化劑的方法有效
| 申請號： | 201810960012.7 | 申請日： | 2018-08-22 |
| 公開（公告）號： | CN109174114B | 公開（公告）日： | 2021-03-23 |
| 發明（設計）人： | 牛志睿;張揚;鞏帥;郭靜;洪珍珍 | 申請（專利權）人： | 延安大學 |
| 主分類號： | B01J23/889 | 分類號： | B01J23/889;H01M10/54;H01M6/52;B82Y30/00 |
| 代理公司： | 西安弘理專利事務所 61214 | 代理人： | 王歡 |
| 地址： | 716000 陜*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 利用 廢舊 堿性 電池 制備 復合 納米 磁性 光催化劑 方法 | ||
本發明公開了一種利用廢舊堿性電池制備復合納米磁性光催化劑的方法，具體為：將分拆的廢舊堿性電池負、正極電極材料粉碎，將負極電極材料進行微生物浸提，得到制備鐵氧體的準備液A，將準備液A進行水熱合成反應，得到MnxZn1?xFe2O4鐵氧體固體粉末前驅體D，將正極電極材料進行化學浸提，得到摻錳氧化鋅材料前驅體E，將MnxZn1?xFe2O4鐵氧體固體粉末前驅體D與摻錳氧化鋅材料前驅體E進行共沉淀反應，得到MnxZn1?xFe2O4@Zn0.9Mn0.1O納米磁性光催化劑。本發明方法簡單、高效且綠色環保，實現了廢電池高附加值資源化的利用。
技術領域
本發明屬于光催化劑材料制備方法技術領域，具體涉及一種利用廢舊堿性電池制備復合納米磁性光催化劑的方法。
背景技術
半導體納米顆粒在紫外或太陽光下可催化降解有機污染物，其中ZnO具有寬帶隙(3.4eV)、較好的生物相容性和易于制備而得到了廣泛關注，但存在可見光利用效率低、純相ZnO電子空穴對復合快及回收難等問題，限制了其使用。研究發現，尖晶石鐵氧體具有比ZnO更窄的帶隙，在2eV左右甚至更低，是一類潛在的可見光光催化磁性材料，因其光催化轉化效率較差，純相較少而直接用于光催化。在ZnO晶格中適當摻雜其他金屬元素可以使其適合可見光吸收，相比于純相，復合體異質結則可有效抑制光生電子和空穴的再次結合，提升光催化效率并具有更多的調變、改性的可能，可見構建新型鐵氧體/氧化鋅納米復合結構是賦予材料新特性、提升其催化活性的有效途徑。在廢舊堿性電池中含有大量的Zn、Mn和Fe，可作為制備原料加以利用制備納米光催化材料。
發明內容
本發明的目的是提供一種利用廢舊堿性電池制備復合納米磁性光催化劑的方法，具有可見光利用效率高且易于磁分離回收的特點。
本發明所采用的技術方案是，一種利用廢舊堿性電池制備復合納米磁性光催化劑的方法，具體按照以下步驟實施：
步驟1，將廢舊堿性電池的正極和負極電池材料進行分拆，再將正極和負極電池材料分別進行機械破碎，并進行篩分，得到正極電極粉末和負極電極粉末；
步驟2，配制生物浸提培溶液，并進行菌株培養；
步驟3，將步驟1得到的負極電極粉末加入到經步驟2處理的生物浸提培養溶液中進行生物浸提，定期取樣對生物浸提溶液中的錳離子、鋅離子和鐵離子的濃度進行監測，浸提結束后，再根據監測的濃度，向生物浸提溶液中添加鋅離子、錳離子或鐵離子中的一種或幾種進行離子濃度調整，得到制備MnxZn1-xFe2O4的準備液A；
步驟4，將步驟3得到的制備MnxZn1-xFe2O4的準備液A以10℃/min的升溫速率升溫至45℃～55℃，并加入NaOH溶液調節pH值，得到混合液B；
步驟5，將步驟4得到的混合液B進行加熱處理、連續攪拌，待混合液B呈黑色稠糊狀，停止攪拌，將混合液B移至水熱高壓釜中進行熱水合成反應，得到半成品液C，將半成品液C依次經離心、洗滌、烘干及研磨處理，得到MnxZn1-xFe2O4鐵氧體固體粉末前驅體D；
步驟6，將步驟1中得到正極電極粉末加入到鹽酸中進行化學浸提，定期監測鋅離子和錳離子的濃度，再根據監測的濃度，向浸提溶液中添加鋅離子或錳離子進行離子濃度調整，得到Zn0.9Mn0.1O液體前驅體E；
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