[发明专利]一种HZSM-5负载CoFe2O4光催化剂

说明书

技术领域

 本发明涉及一种光催化剂的合成。

背景技术

自从1972年日本东京大学的Fujishma和Honda首先报道采用氧化锌（ZnO）作为光催化剂用于分解水合成氢气，使人们充分看到光催化巨大的应用潜力，而与此同时光催化技术也受到了国内外的极大关注，并得到了高度重视，纷纷在此领域投入大量研究，从而促进了光催化科学基础研究的迅猛发展。目前，世界各国也普遍面临着能源和化工原料短缺等一系列问题，而二氧化碳作为一种潜在的碳资源，其具有着非常大的研究意义和研究价值。近30年来，半导体光催化反应研究中，从TiO2光分解水制氢，拓展到尖晶石领域的应用，又掀起了一道研究热潮。光催化还原二氧化碳不仅有利于消除大气温室效应，又能生成有机化工产品。TiO2为最具代表性的光催化材料应，许多研究者已证实了它的优良的光催化特性，并被国内外相继不断的研究和利用，但TiO2本身还存在一些不足之处，如：半导体载流子的容易复合、量子效率低，且光吸收的范围主要在紫外区等。因此，对于寻找新型光催化剂也就成为了一个新的研究热点。尖晶石型氧化物作为一种新型光催化剂，其禁带宽度较小、对光利用率较高。但尖晶石型光催化剂的活性较低，但可以通过改性来提高催化剂的活性，进而提高对光的利用率。通过金属元素的掺杂和负载等可以改善催化剂的活性，可以提高对光的利用率。

光催化技术是在20世纪70年代诞生的基础纳米技术，在中国大陆我们会用光触媒这个通俗词来称呼光催化剂。典型的天然光催化剂就是我们常见的叶绿素，在植物的光合作用中促进空气中的二氧化碳和水合成为氧气和碳水化合物。总的来说纳米光触媒技术是一种纳米仿生技术，用于环境净化，自清洁材料，先进新能源，癌症医疗，高效率抗菌等多个前沿领域。因此受到人们的关注。代表的专利号 02129672.3、公开号CN1398665、公开日 2003.02.26 、名称为“一种纳米TiO*介孔分子筛膜光催化剂的合成方法”涉及一种光催化剂的合成。其特点在于介孔钛硅支承体的制备；异丙醇钛-丙酮溶液的制备；钛聚合溶胶的制备；TiO₂膜的制备，它是将介孔钛硅支承体浸于粘度为1.9～2.5×10^-4Pa·s的钛聚合溶胶中，0.5～2min，取出自然干燥，经44-52h形成凝胶层后在真空干燥箱中干燥到恒重，煅烧至630～670℃，取出后将产物散开空冷至室温，即得到纳米TiO₂介孔分子筛膜光催化剂，本发明合成出介孔钛硅分子筛作支承体，其孔径在8.2nm左右，比表面积620m²/g，用于降解水中有机卤代物，有利于推动纳米TiO₂半导体材料的产业化应用。

发明内容

本发明的目的在于将光催化剂载体化。本发明的光催化剂的制备方法：以1:2的Co²⁺、Fe³⁺摩尔比，将钴、铁硝酸盐分别用一定量的去离子水溶解后，在搅拌下混合。将HZSM-5浸渍在此溶液中，即得到催化剂的前驱体，将前驱体在70℃下加热蒸发水分近干，然后在120℃下干燥得到干凝胶，冷却、研磨，在600℃下焙烧4h，即得。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式所述的光催化剂的前驱体制备为将钴、铁硝酸盐分别用一定量的去离子水溶解后，在搅拌下混合。将HZSM-5浸渍在此溶液中，在一定温度下加热搅拌蒸发水分。

具体实施方式二：本实施方式所述的钴、铁硝酸盐是以1:2的Co²⁺、Fe³⁺摩尔比制备的。

具体实施方式三：本实施方式所述的加热搅拌温度为70℃。

具体实施方式四：本实施方式所述的前躯体在120℃下干燥得到干凝胶，冷却、研磨。