[發明專利]一種海膽形Fe3

在審

• 申請號: 202010840928.6
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN112023970A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 李鑫;王會琴;蔣浩鵬;高明;馬長暢;謝小軍;霍鵬偉
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J35/08;C01B32/40;C07C1/02;C07C9/04
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本發明屬于環境保護材料制備技術領域，提供了一種海膽形Fe₃O₄@g?C₃N₄@ZnO三元復合光催化材的制備方法與用途。首先利用水熱法制備出具有一定尺寸的Fe₃O₄納米球，再經過研磨及煅燒處理，制備出Fe₃O₄@g?C₃N₄材料，再經過化學沉積生長過程，制備出Fe₃O₄@g?C₃N₄@ZnO海膽形光催化劑用于空氣中CO₂分子的光催化還原。本發明通過簡單的制備方法和簡便的操作流程制備出高效的有可回收性能的磁性Fe₃O₄@g?C₃N₄@ZnO海膽型三元復合光催化材料，并且其使用不會造成資源浪費與二次污染的形成，是一種綠色環保高效污染處理光催化劑。

技術領域

本發明屬于環境保護與能源轉化材料的制備技術領域，涉及一種海膽形Fe₃O₄@g-C₃N₄@ZnO三元復合光催化劑材料的制備方法及應用。

背景技術

光催化還原CO₂是指將CO₂還原成如CH₄、CH₂OH等具有高附加值碳氫化合物的過程。這一過程的實現可以有效的改善CO₂帶來的溫室效應以及嚴峻的能源危機，實現真正意義上的“碳循環”，將大氣中過多的二氧化碳將真正運用到工業生活中。光催化還原CO₂轉化碳基燃料技術被認為是一種理想的、綠色環?？沙掷m發展的能源轉化與利用技術。近年來在新能源開發、材料科學等領域引起了科研工作者們濃厚的研究熱情。光催化還原CO₂技術包括光吸收過程，電荷分離過程，CO₂吸附過程，表面氧化還原反應過程和產物解吸過程。此外，在還原過程后對催化材料的分離與重復利用也是長期制約該技術進一步發展的重要困難之一。因此，構筑良好光響應范圍、高載流子分離能力、可回收的光催化材料對于進一步提高光催化還原CO₂技術的發展具有重要意義。

ZnO作為一種重要的光催化材料，具有價格便宜，無毒無害，穩定性好，光催化活性高，尤其在降解催化有機物方面。在光催化領域，氧化鋅有廣泛的應用。制備氧化鋅納米材料的方法有很多，常用的有水熱法，溶膠-凝膠法，沉積法和電化學法等。而較寬的能帶結構，使得ZnO只能利用少量的紫外光。石墨相氮化碳材料(g-C₃N₄)，作為一種重要的聚合物半導體光催化材料，自王新晨課題組第一次報道用以光催化制氫以來，由于g-C₃N₄擁有良好的光吸收能力、易于制得、化學穩定性較好等優點早已引起了光催化領域的科研工作者們濃厚的研究興致。Fe₃O₄材料具有良好的磁響應能力，能夠在外加磁場作用下快速的進行分離，因此該材料在可回收光催化劑的設計開發領域得到了較為大量研究。

發明內容

本發明利用首先利用水熱法制備出具有一定尺寸的Fe₃O₄納米球，再經過研磨及煅燒處理，制備出Fe₃O₄@g-C₃N₄材料，再經過化學沉積生長過程，制備出Fe₃O₄@g-C₃N₄@ZnO海膽形光催化劑。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種海膽形Fe₃O₄@g-C₃N₄@ZnO三元復合光催化材料的制備方法，包括如下步驟：