[發明專利]一種制備磁性氯四氧化三鉍復合光催化劑的方法

在審

• 申請號: 202010625577.7
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111744504A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 王海龍;徐龍君;馮岐;劉成倫
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B01J27/06
• 分類號: B01J27/06;B01J23/889;B01J35/02;B01J37/10;B01J37/08;C02F1/30;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
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一種制備磁性氯四氧化三鉍復合光催化劑的方法，其屬于無機催化材料技術領域。本發明先用水熱法制備了軟磁性材料錳鋅鐵氧體Mn_xZn_1?xFe₂O₄，再通過水熱?焙燒法制備出了磁性氯四氧化三鉍復合光催化劑(Bi₃O₄Cl/Mn_xZn_1?xFe₂O₄)。本發明方法制備工藝簡單、使用設備少、能耗低。制備的Bi₃O₄Cl/Mn_xZn_1?xFe₂O₄磁性能穩定、光催化活性高，在模擬太陽光氙燈照射下，用0.1g磁性復合光催化劑降解100mL濃度為10mg/L的羅丹明B溶液，100min對羅丹明B的降解率達到99.5％，在外加磁場下對光催化劑的磁回收率為91.3％，重復使用3次后對羅丹明B的降解率為92.2％。本發明制備出的產品可廣泛用于光催化降解有機污染物領域。

技術領域

本發明涉及一種制備磁性氯四氧化三鉍(Bi₃O₄Cl/Mn_xZn_1-xFe₂O₄)復合光催化劑的方法，屬于無機催化劑技術領域。

背景技術

氯四氧化三鉍(Bi₃O₄Cl)是一種富氧型鉍基鹵氧化物納米光催化劑。由于其優異的電學性質、合適的能帶位置以及高效的光催化活性，在降解有機污染物方面受到了廣泛關注。Bi₃O₄Cl的結構由[Cl]離子層和夾在兩個[Cl]層之間的[Bi₃O₄]層構成，這種獨特的結構有利于內部靜電場的建立，從而促進光生電子和空穴的分離與轉移。Bi₃O₄Cl的常用制備方法主要有水熱法、共沉淀法和焙燒法等。Bi₃O₄Cl在光催化降解污染物時會分散于液體中，分離和回收困難制約著光催化劑的實際應用。復合磁性光催化劑通過外加磁場實現催化劑的回收再利用，克服了常規離心或過濾等回收方式能耗高、耗時長和工藝復雜的缺點。

錳鋅鐵氧體(Mn_xZn_1-xFe₂O₄)屬于軟磁鐵氧體材料，是指具有尖晶石結構的mMnFe₂O₄·nZnFe₂O₄與少量的Fe₃O₄組成的單相固溶體，與傳統金屬軟磁材料(Fe₃O₄)相比，Mn_xZn_1-xFe₂O₄具有高飽和磁化強度、高磁導率、低損耗、以及產品穩定性強等優點。因此以Mn_xZn_1-xFe₂O₄為磁性基體制備的復合光催化劑具有穩定的磁性，便于催化劑的回收和循環使用。常見的Mn_xZn_1-xFe₂O₄制備方法包括化學共沉淀法、溶膠-凝膠法、煅燒法等。