[发明专利]磁性二维光催化功能材料的制备

说明书

技术领域

本发明介绍了两种新颖结构的可有效回收的光催化剂的制备方法，属于新材料制备技术应用。

背景技术

由于人们对工业高度发达的负面影响预料不够，预防不利，导致了环境污染的发生。环境污染问题也成了人们巨大的威胁并是人类不可回避的难题，其中特别值得一提的是水体因工业生产排出的化学或放射性物质污染，影响水的有效利用，最终危害人体健康。因而染料废水的处理亟待有效的方法来解决。目前，光催化技术在能源和环境领域有着重要的应用前景，其具有的能耗低、操作流程简易和反应条件温和等优势引起人们极大的关注。

具有二维结构的二硫化钼因其优良的性能在光电转化及催化等领域具有重要的应用前景。二硫化钼具有很高的不饱和性、高反应活性、催化降解速度快、无选择性、降解完全、可以长期使用等优点，备受科研工作者们的青睐。因而，在环境污染治理方面具有广阔的应用前途。

四氧化三铁是一种常用的磁性强，磁敏感度强的磁性材料。磁分离方法因其结构简单、处理快速、投资小、磁性种子可重复使用的特性而在光催化技术中得到了广泛的应用。基于上述对光催化材料的了解，我们设计了不同形貌的二维材料光催化产品，同时，可磁分离的技术的引入更为光催化剂的应用增添了光辉的一笔。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：利用水热法制备出具有超强磁性、不同形貌、可循环利用的光催化纳米功能材料。

本发明所述的不同形貌光催化纳米功能材料的制备方法，其步骤如下:

(1)、Fe₃O₄微球颗粒的制备，将含铁化合物(可以是FeCO₃、Fe₂O₃、FeS、Fe(OH)₃、单质Fe、FeCl₂、FeCl₃、FeSO₄、Fe(NO₃)₂)溶于水(体积可以是10～500mL)中,混合均匀后，转移到聚四氟乙烯高压反应，在150～500℃温度下反应2～45h，自然冷却，乙醇洗涤3～5次，用磁铁收集目标产物,在电热恒温鼓风干燥箱内干燥。即可制备出形貌均一的褐色Fe₃O₄微球，尺寸在20～6000nm间。产物的结构信息如图1。

(2)、Fe₃O₄/TiO₂微球颗粒的制备，配制50～500mL乙醇和乙腈的混合液(体积比例为1:15～15:1)，加入0.1～5mL的去离子水、浓氨水(0.1～10mL,质量分数25％～28％)及(1)中产物(质量可以是1～200mg)，混合均匀后加入钛源(体积0.1～8mL,可以是TiF₄、TiN、TiC、TiCl₄、TiCl₃、FeTiO₃、钛酸四丁酯(TBOT)、钛酸异丙酯(Ti(O-iPr)₄)、Ti(SO₄)₂)，搅拌10～90min，得到灰色Fe₃O₄/TiO₂沉淀，无水乙醇洗涤3～5次，用磁铁收集目标产物,在电热恒温鼓风干燥箱内干燥。即可得到灰色Fe₃O₄/TiO₂粉末(球形形貌、尺寸在20-6000nm,如图2所示)。