[發(fā)明專(zhuān)利]HCl介導(dǎo)法合成1DPDI/ZnFe2

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110762187.9
• 申請(qǐng)日: 2021-07-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113600235B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 逯子揚(yáng);朱曉蝶;陳斐;宋旼珊;劉馨琳;周?chē)?guó)生;顏歡;徐陽(yáng)銳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J31/02
• 分類(lèi)號(hào): B01J31/02;B01J31/28;C02F1/30;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/38
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本發(fā)明屬于環(huán)境材料合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種1D PDI/ZnFe₂O₄S型異質(zhì)結(jié)磁性光催化劑的制備方法及其應(yīng)用；步驟為：首先制備PDI和ZnFe₂O₄，然后通過(guò)酸誘導(dǎo)法將PDI和ZnFe₂O₄自組裝成S型異質(zhì)結(jié)磁性光催化劑1D PDI/ZnFe₂O₄；本發(fā)明制備的S型異質(zhì)結(jié)磁性光催化劑由于酸誘導(dǎo)過(guò)程中HCl和PDI的存在，實(shí)現(xiàn)了形貌的轉(zhuǎn)變，使ZnFe₂O₄轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚⒌男☆w粒，并分散在PDI的表面上，分散的ZnFe₂O₄小顆粒和棒狀PDI增加了與污染物的接觸面積，提高了材料的光催化降解能力；另外，S型異質(zhì)結(jié)的構(gòu)建通過(guò)重組消除了無(wú)意義的光生電荷載流子，并引入了強(qiáng)氧化還原以進(jìn)一步增強(qiáng)光降解作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境材料合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種HCl介導(dǎo)法合成1D PDI/ZnFe₂O₄S型異質(zhì)結(jié)磁性光催化劑的方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

光催化技術(shù)因其在水污染方面的綠色優(yōu)勢(shì)而受到越來(lái)越多的關(guān)注。常規(guī)的光催化劑易受其寬帶隙、光腐蝕、有毒、可見(jiàn)光利用率低的限制。目前，由于有機(jī)材料的結(jié)構(gòu)多樣性，越來(lái)越多的研究者選擇有機(jī)材料作為催化劑。作為典型的n 型有機(jī)半導(dǎo)體，苝酰亞胺(PDI)由于其優(yōu)異的電子和光學(xué)性能而成為關(guān)注的焦點(diǎn)。另外，PDI不僅在可見(jiàn)光照射下具有很強(qiáng)的光響應(yīng)能力，而且還具有合適的帶隙和相對(duì)負(fù)的導(dǎo)帶(CB)，這使得光激發(fā)電子具有很強(qiáng)的還原能力。但是，半導(dǎo)體光催化劑的適用性受到光生載流子復(fù)合的限制。在各種提高光催化能力的方法中，構(gòu)建合適的異質(zhì)結(jié)體系不僅可以確保有效的電荷分離，而且還可以確?？昭ǖ膹?qiáng)氧化能力和電子的強(qiáng)還原能力，這被認(rèn)為是最有前途的方法之一。

目前，S型異質(zhì)結(jié)已經(jīng)由余家國(guó)教授提出。S型異質(zhì)結(jié)催化劑主要包括氧化催化劑和還原催化劑。氧化催化劑具有較高的功函數(shù)和較低的費(fèi)米能級(jí)。相反，還原催化劑具有較小的功函數(shù)和較高的費(fèi)米能級(jí)。當(dāng)兩種催化劑接觸時(shí)，還原催化劑的電子通過(guò)界面轉(zhuǎn)移到氧化催化劑，這將在界面上建立內(nèi)部電場(chǎng)(IEF)。最后，形成具有空間分離和強(qiáng)氧化還原能力的S型異質(zhì)結(jié)。在眾多構(gòu)建異質(zhì)結(jié)的合成方法中，HCl介導(dǎo)法不僅有利于復(fù)合材料的形成，還能實(shí)現(xiàn)材料形貌的可控。

眾所周知，光催化劑難以分離且回收率低。因此，以磁性材料為載體制備復(fù)合催化劑是一個(gè)很好的選擇?？梢酝ㄟ^(guò)外部磁場(chǎng)回收復(fù)合催化劑以降低成本，并在提高光催化劑性能的基礎(chǔ)上確保光催化劑的回收率。作為磁性材料，ZnFe₂O₄不僅具有廣泛的可見(jiàn)光范圍和低成本，而且具有出色的光化學(xué)穩(wěn)定性。目前，尚無(wú)關(guān)于1D PDI/ZnFe₂O₄異質(zhì)結(jié)光催化劑的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容