[发明专利]磁性负载纳米光催化剂TiO2/Fe3O4的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于工业废水的综合治理的磁性负载纳米光催化剂TiO₂/Fe₃O₄的制作方法。

背景技术

随着我国工业的快速发展，工业废水的排放量逐年增加，仅2006年全国污水的排放总量就达731亿吨。这些工业废水使得我国很多条江河均受到不同程度的污染，从而引起环境污染，对人们的身体健康非常不利，因此工业废水的综合治理问题，已经成为当今世界环境科学界急需解决的一个重要问题。

针对上述问题，近年来国内外很多学者都进行了大量的研究，并在很多方面取得了成效，特别是在光化学方面取得了突破，其中以TiO₂为代表的光催化技术已成为目前研究的热点。纳米TiO₂是一种高性能的光催化剂，由于催化效率高、无毒、无污染等优点，可应用在净化、除菌及降解各种有机化合物等很多领域，尤其在光催化氧化降解工业废水中取得了较好的效果，但是由于纳米TiO₂粉体回收困难，难以循环使用，致使以纳米TiO₂处理废水的成本较高而无法工业化应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁性负载型纳米光催化剂TiO₂/Fe₃O₄的制作方法。从而有效解决现有技术中存在的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：所述的磁性负载型纳米光催化剂TiO₂/Fe₃O₄的制作方法，其特点在于包括如下步骤：

1)采用共沉淀法，以硫酸亚铁、硫酸铁、氨水为主要原料，制备出分散性较好的黑色的纳米Fe₃O₄颗粒，其反应条件是：反应温度60℃、Fe³⁺∶Fe²⁺的摩尔比1.8、反应时间为70min，晶化温度为60℃，反应液的pH＝11，表面活性剂的量是铁离子含量的10％；

2)用溶胶-凝胶法在Fe₃O₄的表面包覆一层具有光催化性的TiO₂，形成核-壳结构的TiO₂/Fe₃O₄复合材料，该复合材料粒径约为30nm，具有超顺磁性，且表面的TiO₂层具有锐钛型结构，制备纳米二氧化钛凝胶的反应条件：以钛酸四丁酯为钛源，乙醇为溶剂，其他材料有冰醋酸，水，硝酸等，水解温度40℃，pH＝3，陈化3小时；

3)热处理：在450℃温度下，TiO₂/Fe₃O₄光催化剂经过两个小时热处理，晶粒比较完整，颗粒直径在30nm左右，且为锐钛矿二氧化钛，光催化性能增加；

4)催化剂的回收：将回收的光催化剂放入烘箱中干燥48小时，再在400℃煅烧1小时重复使用。

本发明采用上述技术方案的有益效果是：所述的磁性负载型纳米光催化剂TiO₂/Fe₃O₄的制作方法，其不仅具有良好的光催化活性，而且还能利用外磁场方便迅速的回收和重新利用，从而降低了废水处理的成本，使以纳米TiO₂处理废水的实际应用成为可能。

附图说明

图1为纳米Fe₃O₄颗粒的X射线衍射；

图2为TiO₂/Fe₃O₄的X射线衍射图；

图3为纳米TiO2/Fe3O4的TEM图。

具体实施方式

所述的磁性负载纳米光催化剂TiO₂/Fe₃O₄的制作方法，其特点在于包括如下步骤：

1)采用共沉淀法，以硫酸亚铁、硫酸铁、氨水为主要原料，制备出分散性较好的黑色的纳米Fe₃O₄颗粒，其反应条件是：反应温度60℃、Fe³⁺∶Fe²⁺的摩尔比1.8、反应时间为70min，晶化温度为60℃，反应液的pH＝11，表面活性剂的量是铁离子含量的10％；