[发明专利]一种漂浮型CoFe2O4/TiO2/漂珠复合光催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种漂浮型CoFe₂O₄/TiO₂/漂珠复合光催化剂，其特征在于，包括催化剂活性成分和催化剂载体，各组分按重量百分含量分别为：Co为0.5-1wt％；Fe为1－2wt％；Ti为12－18wt％；其余为粉煤灰漂珠催化剂载体。

2.根据权利要求1所述的光催化剂，其特征在于，所述光催化剂中，各组分按重量百分含量分别为：Co为0.7wt％；Fe为1.5wt％；Ti为15wt％，其余为粉煤灰漂珠催化剂载体。

3.一种漂浮型CoFe₂O₄/TiO₂/漂珠复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一、漂珠的预处理

配制10％的稀硝酸，将粉煤灰漂珠浸泡其中15-24h、过滤、用去离子水漂洗至中性后烘干，然后放于马弗炉中，在400-500℃下煅烧2-4h将其中未去除的有机物碳化，用蒸馏水漂洗分选出完全漂浮在水面上的漂珠，经过过滤干燥过筛后，选取粒径为100-125um的漂珠作为催化剂的载体；

步骤二、TiO₂溶胶的制备

室温下在每80-100mL无水乙醇中加入30-40mL钛酸丁酯并不断搅拌，充分溶解后加入10-12mL乙酰丙酮，得到A溶液；1.5-2.0mL蒸馏水和50mL无水乙醇充分混合后得到B溶液；在不断搅拌的条件下将B溶液逐滴加入A溶液中,并用浓硝酸调节其pH为4-5,搅拌l-2h使其充分反应,然后加入2-3g聚乙二醇,温度上升到50℃并继续搅拌l-1.5h，即得到黄色透明的TiO₂溶胶,置于室温下陈化12-15h；

步骤三、TiO₂/漂珠负载型光催化剂的制备

将每30-40g活化过的漂珠放于入制备好的TiO₂溶胶中,室温下持续搅拌1-1.5h使漂珠载体与溶胶完全混合,然后水浴加热至80℃使溶液蒸至近干，放入恒温干燥箱80℃烘干，然后在马弗炉中匀速加热至500℃煅烧2h，冷却至室温后取出备用，将漂珠重复与溶胶混合、烘干、煅烧、冷却，重复此过程3次，目的是使漂珠上均匀形成三层TiO₂膜，提高吸附性和光催化活性；

步骤四、CoFe₂O₄-TiO₂/漂珠负载型光催化剂的制备

所述步骤四CoFe₂O₄-TiO₂/漂珠负载型光催化剂的制备过程为，分别取0.02mol/LCo(NO₃)₂溶液和0.01mol/LFe(NO₃)₃溶液使n(Co(NO₃)₂):n(Fe(NO₃)₃)＝1:2，充分混合后加入0.02mol/L柠檬酸，使金属总物质的量与柠檬酸的物质的量之比为1:1，不断搅拌，用浓氨水调整pH至5～6，在80℃水浴锅中匀速搅拌1-2h后，加入TiO₂漂珠，Co(NO₃)₂溶液体积：TiO₂漂珠为1:1-1.5ml/g,继续加热蒸至近干，在120℃烘箱中烘干后移入马弗炉中在500℃下焙烧2h冷却至室温备用，将得到的催化剂样品经蒸馏水漂洗，漂浮部分收集起来在105℃烘箱烘2-4h,冷却，即制得所需CoFe₂O₄/TiO₂/漂珠复合光催化剂。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述钴盐用量以催化剂中钴的重量计为光催化剂CoFe₂O₄/TiO₂/漂珠复合光催化剂的0.5-1wt％；Fe为1－2wt％；Ti为12－18wt％；余分为粉煤灰漂珠催化剂载体，所述铁盐用量以催化剂中铁的重量计为光催化剂CoFe₂O₄/TiO₂/漂珠复合光催化剂的1-2wt％，所述钛用量以催化剂中钛的重量计为光催化剂CoFe₂O₄/TiO₂/漂珠复合光催化剂的12－18wt％。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述的钴、铁可溶性盐分别选自如下化合物：硝酸钴、钼酸铁、硝酸铜、硝酸镍、硝酸锌、硝酸铋中的任一种，所述钛来自钛酸丁酯。