[发明专利]一种磁性可见光驱动型光催化剂复合颗粒及其制备和应用

权利要求书

1.一种磁性可见光驱动型光催化剂复合颗粒，其特征在于，所述光催化剂复合颗粒具有核壳结构，其中每个光催化剂复合颗粒包括作为核的超顺磁性材料纳米颗粒、包覆在所述核上的非磁性中间保护层、以及负载在所述中间保护层上的外壳层，所述外壳层包含可见光驱动型光催化剂材料BiOBr_xI_1-x，其中x为溴在卤素溴和碘的总量中所占的重量比，x在0至1的范围内。

2.根据权利要求1所述的光催化剂复合颗粒，其中所述BiOBr_xI_1-x的能带隙小于3eV。

3.根据权利要求1所述的光催化剂复合颗粒，其中所述超顺磁性材料纳米颗粒具有选自以下特征中的任意一者或其任意组合：

a)所述超顺磁性材料纳米颗粒选自四氧化三铁、γ-三氧化二铁；

b)所述超顺磁性材料纳米颗粒的平均粒度不大于50nm；

c)所述超顺磁性材料纳米颗粒的比表面积不小于50m²/g；

d)所述超顺磁性材料纳米颗粒的饱和磁化强度不小于40emu/g；

e)所述超顺磁性材料纳米颗粒是单分散的。

4.根据权利要求1所述的光催化剂复合颗粒，其中所述核上的非磁性中间保护层具有选自以下特征中的任意一者或其任意组合：

a)所述中间保护层为二氧化硅；

b)所述中间保护层是连续的；

c)所述中间保护层的平均厚度在2-50nm范围内；

d)所述中间保护层中的二氧化硅的质量占所述光催化剂复合颗粒总质量的2％-20％。

5.根据权利要求1所述的光催化剂复合颗粒，其中所述光催化剂复合颗粒具有选自以下特征中的任意一者或其任意组合：

a)所述光催化剂复合颗粒的平均粒度不大于5μm；

b)所述光催化剂复合颗粒的外壳层是连续的；

c)所述光催化剂复合颗粒的饱和磁化强度不小于6emu/g；

d)所述光催化剂复合颗粒的比表面积不小于20m²/g；

e)所述光催化剂复合颗粒的核及核上的中间保护层被包埋在BiOBr_xI_1-x的三维分级花状微球结构中；

f)所述光催化剂复合颗粒能够在可见光驱动下使水中的药品和/或个人护理品类污染物光催化降解；

g)所述光催化剂复合颗粒在用于对水中的药品和/或个人护理品类污染物进行光催化降解时，在重复使用5次后的饱和磁化强度保持在其使用之前的饱和磁化强度的95％以上；

h)所述光催化剂复合颗粒在用于对水中的药品和/或个人护理品类污染物进行光催化降解时，在重复使用第5次时的催化效率保持在其第一次使用时的催化效率的85％以上。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的光催化剂复合颗粒，其中所述超顺磁性材料纳米颗粒为四氧化三铁，所述中间保护层为二氧化硅，并且所述外壳层为可见光驱动型光催化剂材料BiOBr_xI_1-x。

7.一种制备权利要求1-6中任一项所述的光催化剂复合颗粒的方法，包括以下步骤：

提供所述超顺磁性材料纳米颗粒；

在所述超顺磁性材料纳米颗粒的表面上包覆所述非磁性中间保护层；以及

在所得覆有中间保护层的超顺磁性材料纳米颗粒上负载所述可见光驱动型光催化剂材料BiOBr_xI_1-x。