[發明專利]一種三維多孔磁性的可控制備方法及其光催化應用

在審

• 申請號: 202210190049.2
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN114471649A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 馬向榮;黨睿;張宇鑫;馬亞軍;李霄;楊方;李回歸
• 申請（專利權）人: 榆林學院
• 主分類號: B01J27/232
• 分類號: B01J27/232;C02F1/30;C02F1/72;C02F101/38;C02F101/34
• 代理公司: 西安研創天下知識產權代理事務所(普通合伙) 61239
• 代理人: 張紅哲

本發明公開了一種三維多孔磁性的可控制備方法及其光催化應用，γ?Fe₂O₃具有較低的禁帶寬度，較好的磁性，其作為一種磁性光催化劑，在處理有機染料廢水領域中有潛在的循環利用價值。含Cd²⁺、Ni²⁺、Fe³⁺過渡金屬元素的LDHs是一種比表面積較大的二維層狀結構的化合物，有很好的吸附和光催化活性能。γ?Fe₂O₃在LDHs層板表面異質化后，利用三維立體異質結的表面相互作用，能有效地抑制γ?Fe₂O₃粒子團聚，增強光生電子、空穴在空間上的分離。本發明以CdCl₂·6H₂O、NiCl₂·6H₂O、FeCl₃·6H₂O為原料，Cd、Ni、Fe摩爾比為1:6:2，采用絡合劑F^?協助的均相沉淀技術直接制備了三維多孔磁性γ?Fe₂O₃?Cd²⁺?Ni²⁺?Fe³⁺?LDHs異質結構材料。

技術領域

本發明涉及一種光催化技術領域，具體為一種三維多孔磁性的可控制備方法及其光催化應用。

背景技術

水體中的污染物難以輕易去除，成為科研及應用領域研究熱點之一，針對此問題，國內外的學者都對此進行了研究，近幾年的研究成果表明光催化技術是處理有機染料廢水比較有效的方法，其主要有環境友好和低成本等特點；提高光催化材料的方法目前主要體現在兩個方面：首先是將紫外光響應型的寬的帶隙光催化材料進行適當的修飾改性從而使其在可見光的波段內也有響應；其次，可以通過對制備材料的方法進行合理的設計，可以開發一些新型的具有可見光響應的光催化材料。尤其是近年來通過兩種能帶位置合適的半導體材料復合制備光催化劑，已然成為研究者的重點研究對象。當不同的半導體緊密接觸時，就會形成“結”，在結的兩側由于其能等性質的差異會形成空間電勢差。這種空間電勢差的存在可使光生載流子從一種半導體的能級注入到另一種半導體的能級中，從而有利于電子與空穴的分離，提高光催化的效率，因此構筑異質結構是提高催化反應量子效率的有效途徑。它為光催化降解染料廢水這個人們目前所面對的能源與環境問題提供了一種全新的解決方案。

未來半導體光催化研究應該集中在對光催化機理的深刻認識、光響應范圍寬和量子效率高的催化劑設備、半島體光催化技術工程化及新型光催化產品開發方面，與常規光催化劑相比，異質結構納米復合催化劑顯示出了優異的催化反應性能。異質結可以有效的分離，從而有效抑制光生載流子的復合，明顯提高量子效率和光催化活性。異質結復合材料的合成與性能研究是目前研究活躍的一個領域，以后需要進一步研究和探討提高催化反應速率、優化反應途徑、提高反應速度等很多工程問題。