[發明專利]納米鈦酸鐵基磁性吸附材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201811208473.5
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109174014B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 王曉歡;史志銘;王俊;趙濤;劉肖灼
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;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: 李青

本發明提供了一種納米鈦酸鐵基磁性吸附材料及其制備方法和應用，屬于，納米光催化及吸附材料領域。該納米鈦酸鐵基磁性吸附材料的制備方法包括：將硝酸鐵溶液與鈦酸四丁酯溶液混合，并加入氨水至混合溶液形成凝膠狀；將所得到的凝膠產物陳化后干燥，并在還原氣氛下置于400～600℃下保溫1～3h進行燒結。由該方法所得的這種納米鈦酸鐵基磁性吸附材料的吸附效率高，可在短時間內吸附有機污染物。同時，通過摻雜金屬離子，形成金屬摻雜型納米鈦酸鐵基磁性吸附材料，其具有光催化效率高、吸附性能強的特性，可用于有機污染物的吸附及降解中，應用前景廣泛。

技術領域

本發明涉及納米光催化及吸附材料領域，具體而言，涉及一種納米鈦酸鐵基磁性吸附材料及其制備方法和應用。

背景技術

FeTiO₃是鈦鐵礦的主要成分，該礦物在地球上有豐富的儲量，分布廣泛分布在世界各地(歐洲、非洲、澳大利亞、南北美洲)。在世界上擁有超過6.8億噸的高儲量，并且價格很低(峰值價格為250—350美元/公噸，而在2008年，只有80 107美元/公噸)。鈦鐵礦(FeTiO₃)是生產二氧化鈦和Ti的最豐富礦物原料。是電子和自旋電子學材料最佳選擇之一。并有望在化學循環燃燒系統(CLC)中成為固體燃料的氧載體。除此之外，FeTiO₃屬于ABO₃-型結構，具有同等大小的鐵和鈦，含有兩種金屬元素的雙金屬氧化物具有極好的離子儲存性能、催化活性或氣體傳感器的性能。

在目前現有的研究中發現，研究者通過溶膠凝膠法、靜電紡絲技術、水熱法和高溫煅燒等方法制備了鈦酸鐵，并研究了光催化性能，其光催化性能最佳值能達到90％左右，但催化時間長(通常需要120～240min不等)，從而導致其光催化效率不高。

鑒于此，特提出本申請。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種納米鈦酸鐵基磁性吸附材料及其制備方法，這種納米鈦酸鐵基磁性吸附材料的吸附效率高，可在短時間內吸附有機污染物。

本發明的第二目的在于提供一種金屬摻雜型納米鈦酸鐵基磁性吸附材料及其制備方法和應用，這種吸附材料的吸附效率高且具有磁性，便于回收利用。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

一方面，本發明提供一種納米鈦酸鐵基磁性吸附材料及其制備方法：

一種納米鈦酸鐵基磁性吸附材料的制備方法，其包括：

將硝酸鐵溶液與鈦酸四丁酯溶液混合，并加入氨水至混合溶液形成凝膠狀；

將所得到的凝膠產物陳化后干燥，并在還原氣氛下置于400～600℃下保溫1～3h進行燒結。

一種由上述制備方法制得的納米鈦酸鐵基磁性吸附材料。

一種納米鈦酸鐵基磁性吸附材料在降解有機污染物中的應用。

另一方面，本發明提供一種金屬摻雜型納米鈦酸鐵基磁性吸附材料及其制備方法和應用：

一種金屬摻雜型納米鈦酸鐵基磁性吸附材料的制備方法，其包括：

將硝酸鐵溶液與鈦酸四丁酯溶液混合，再與摻雜金屬離子溶液混合，并加入氨水至混合溶液形成凝膠狀；

將所得到的凝膠產物陳化后干燥，并在還原氣氛下置于400～600℃下保溫1～3h進行燒結。

一種由上述制備方法所制得的金屬摻雜型納米鈦酸鐵基磁性吸附材料。

一種金屬摻雜型納米鈦酸鐵基磁性吸附材料在有機污染物吸附及降解中的應用。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：