[发明专利]一种三元复合光催化纳米反应器及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种三元复合光催化纳米反应器，其特征在于，所述三元复合光催化纳米反应器是由介孔二氧化硅、四氧化三铁和氮化碳复合而成的复合光催化材料SiO₂/Fe₃O₄/g-C₃N₄；Fe₃O₄/g-C₃N₄作为主体催化材料，SiO₂作为主体催化材料的保护层覆盖于Fe₃O₄/g-C₃N₄表面。

2.权利要求1所述的一种三元复合光催化纳米反应器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、制备g-C₃N₄光催化剂：将三聚氰胺置于瓷坩埚中，再放入马弗炉内煅烧；待煅烧结束降至室温后取出并研细，即得到g-C₃N₄光催化剂，保存备用；

步骤2、制备二元复合光催化材料Fe₃O₄/g-C₃N₄：将g-C₃N₄分散在乙二醇中并超声，制得g-C₃N₄的悬浮液；将Fe(NO₃)₃·9H₂O、PVP、PEG、和CH₃COONa·3H₂O分别溶解在g-C₃N₄的悬浮液中，得到混合液A；将混合液A继续超声至充分溶解，然后转移至聚四氟乙烯反应釜中恒温热反应；反应完毕后，将得到的沉淀物Fe₃O₄/g-C₃N₄收集，用去离子水和无水乙醇对产物进行洗涤，真空烘干，即得到二元复合光催化材料Fe₃O₄/g-C₃N₄；

步骤3、制备三元复合光催化纳米反应器SiO₂/Fe₃O₄/g-C₃N₄：将Fe₃O₄/g-C₃N₄磁性光催化剂加入到去离子水和乙醇混合溶液中搅拌均匀；然后加入十六烷基三甲基溴化铵CTAB、正硅酸乙酯和氨水并继续搅拌反应一段时间得到混合液B，最后将混合液B中得到的固体转移到索氏提取器中去除CTAB，得到三元复合光催化纳米反应器SiO₂/Fe₃O₄/g-C₃N₄。

3.根据权利要求2所述的一种三元复合光催化纳米反应器的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述在马弗炉内煅烧的方法为：在空气气氛下，在500℃下恒温保持2h，然后在550～600℃下恒温保持1h，升温速率均为2.3～4℃/min。

4.根据权利要求2所述的一种三元复合光催化纳米反应器的制备方法，其特征在于，步骤2中，制备混合液A时，所使用的g-C₃N₄、乙二醇、Fe(NO₃)₃·9H₂O、PVP、PEG、和CH₃COONa·3H₂O的用量比为：1.0～3.0g:30～35mL:0.5～1g:0.005～0.01g:0.3～0.5g:0.1～0.5g，恒温热反应温度为180～200℃，反应时间为8～10h。