[發明專利]茄子皮改性磁性鐵鋅納米光催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 202210555198.4
• 申請日: 2022-05-19
• 公開（公告）號: CN114950442B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 屈道新;王克民;周永杰;劉洋;楊陽;李瑞;林松榮;魏逸峰
• 申請（專利權）人: 中建八局深圳科創發展有限公司
• 主分類號: B01J23/80
• 分類號: B01J23/80;B01J37/03;C02F1/30
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 曾耀先

本發明公開了一種茄子皮改性磁性鐵鋅納米光催化劑的制備方法，既利用廢棄的鋅錳電池提取出制備材料鐵鋅原料，又利用茄皮浸提液進行改性，整個過程簡單高效且能夠實現廢電池和茄子皮的資源化利用；利用茄皮浸提液作為分散劑改性鐵鋅能夠顯著降低納米材料團聚，并且茄皮浸提液作為穩定劑能夠降低光催化材料的離子浸出；此外茄皮浸提液中的花青素能夠還原鐵離子和鋅離子形成復合價態的鐵鋅納米光催化劑使其形成典型的N型異質結構從而增加其光催化性能；通過溶膠?凝膠法制備得到的鐵鋅納米光催化劑，不僅易于回收、禁帶寬窄，而且具有較好的可見光響應性能。本發明解決了現有的光催化劑存在禁帶寬度寬，光吸收范圍小的問題。

技術領域

本發明涉及光催化劑技術領域，具體涉及一種茄子皮改性磁性鐵鋅納米光催化劑的制備方法。

背景技術

環境污染和能源短缺是阻礙人類可持續發展的兩大主要難題。光催化材料，如環境友好型半導體光催化材料，可以通過吸收光波能量而產生具有氧化還原性質的電子-空穴對(h⁺-e^-)以降解環境中的有機污染物，從而能有效去除環境中的有毒有害污染物。

然而常見的光催化材料存在著明顯的缺陷。以TiO₂為例，其禁帶寬度為3.2-3.5eV，對應的吸收波長為387.5nm，光吸收范圍僅限于占太陽能光譜5％的紫外光區域。因此，積極研制和開發對可見光響應程度高且長久高效的光譜材料尤為重要。

發明內容

為克服現有技術所存在的缺陷，現提供一種茄子皮改性磁性鐵鋅納米光催化劑的制備方法，以解決現有的光催化劑存在禁帶寬度寬，光吸收范圍小的問題。

為實現上述目的，提供一種茄子皮改性磁性鐵鋅納米光催化劑的制備方法，包括以下步驟：

采集紫皮茄子的茄皮并干燥、粉碎以獲得茄皮干粉；

將所述茄皮干粉浸泡于乙醇中以獲得茄皮浸提液；

拆取廢舊鋅錳電池的鐵殼和鋅筒并分別破碎以獲得鐵粉和鋅粉；

將所述鐵粉和所述鋅粉分別通過H₂SO₄溶液進行化學浸提以獲得鐵氧液和鋅氧液，所述鐵氧液的鐵離子和所述鋅氧液的鋅離子的離子濃度分別為1mol/L～2.2mol/L；

將所述鐵氧液和所述鋅氧液混合攪拌均勻獲得混合液，并將所述混合液的酸堿度值調整至5；

于調整酸堿度后的所述混合液中加入所述茄皮浸提液并混合均勻以獲得改性鐵鋅顆粒懸浮液；

于所述改性鐵鋅顆粒懸浮液中加入檸檬酸，并于60℃水浴獲得改性鐵鋅凝膠；

將所述改性鐵鋅凝膠經烘干、研磨、煅燒、清洗制得茄子皮改性磁性鐵鋅納米光催化劑。

進一步的，所述H₂SO₄溶液的濃度為3mol/L。

進一步的，所述混合液與所述茄皮浸提液的體積比例為2：1。

進一步的，所述鐵氧液和所述鋅氧液以1：0.2～1的摩爾比混合獲得所述混合液。

進一步的，所述檸檬酸與所述改性鐵鋅顆粒懸浮液中的金屬量以1：2的摩爾比混合后經60℃水浴獲得所述改性鐵鋅凝膠。