[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

说明书

技术领域

本发明涉及环境材料制备技术领域，特别涉及一种漂浮型CoFe₂O₄/TiO₂/漂珠复合光催化剂及其制备方法。

背景技术

利用半导体及复合半导体光催化降解有机污染物，近年来在环境污染治理中取得较好的研究效果。TiO₂作为光催化剂，具有良好的化学稳定性、成本低、无毒、原料容易获得，而且能直接利用太阳光中的可见光作为激发光源来进行催化氧化，无二次污染，更加绿色环保。因此，光催化在能源和环境治理方面具有广泛的应用前景。但TiO₂光催化氧化技术在实际应用过程中也存在一些不足之处。例如：TiO₂光催化剂量子效率低，选择吸附性差，固化条件苛刻，易凝聚、易失活等。且光谱响应范围在紫外光区，太阳光谱中可见光部分不能有效利用，限制了其工业应用。针对TiO₂光催化氧化技术存在的不足，目前国内外相关文献主要对TiO₂光催化剂进行两个方面的改性研究：一是通过掺杂改性；二是开发研究负载型光催化剂，使其在实际应用中得到更好地利用。

粉煤灰漂珠来源于火电厂产生的粉煤灰，价格便宜，来源广泛，是一种具有更大比表面积的多孔介质材料，可以提高对有机污染物的吸附效果。近年来这种改性粉煤灰光催化剂在废水处理方面得到了广泛的应用。以漂珠为载体的光催化剂可以漂浮与水面，有利于回收和重复使用，不仅解决传统光催化剂易凝聚、易失活等缺点。利用磁性材料对TiO₂进行掺杂形成的复合催化剂，有利于催化剂的回收和再利用，拓展了复合催化剂的光响应范围，而且可以提高改性粉煤灰漂珠光催化剂在紫外光区的催化活性，可以使其光响应波长从紫外光区移至可见光区，提高太阳光的利用率。低成本、高效、易回收的光催化剂的研制将具有重要意义。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明的一个目的在于提供一种漂浮型CoFe₂O₄/TiO₂/漂珠复合光催化剂，与目前的光催化剂相比，CoFe₂O₄/TiO₂/漂珠复合光催化剂可以漂浮于水面，充分吸收太阳光，提高光催化降解效果。经掺杂的TiO₂/漂珠复合光催化剂使其光响应波长从紫外光区移至可见光区，提高太阳光的利用率。催化剂载体采用空心漂珠，廉价易得，成本低，有效提高了光催化剂使用寿命。采用CoFe₂O₄作为催化剂活性成分，具有磁性，易于回收和重复利用。本发明的另一目的是提供一种漂浮型CoFe₂O₄/TiO₂/漂珠复合光催化剂制备方法，以粉煤灰空心漂珠作为载体，将TiO₂负载在粉煤灰漂珠上，然后在TiO₂表面负载CoFe₂O₄颗粒，使得这种改性粉煤灰漂珠光催化剂能够重复回收利用。CoFe₂O₄/TiO₂拓展了复合催化剂的光响应范围，因而复合催化剂具有较高太阳光催化活性。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种漂浮型CoFe₂O₄/TiO₂/漂珠复合光催化剂，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。

进一步的，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。

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

步骤一、漂珠的预处理