[发明专利]一种制备β-Bi2O3/MnxZn1-xFe2O4复合磁性光催化材料的新方法

说明书

一种制备β‑Bi₂O₃/Mn_xZn_1‑xFe₂O₄复合磁性光催化材料的新方法，其属于无机催化材料领域。本发明先用水热法制备了软磁性基体料Mn_xZn_1‑xFe₂O₄，再通过水热‑共沉淀‑焙烧法制备出了β‑Bi₂O₃/Mn_xZn_1‑xFe₂O₄复合磁性光催化材料。本发明方法制备工艺简单，使用设备本少，能耗少，成本低。制备的β‑Bi₂O₃/Mn_xZn_1‑xFe₂O₄磁性能稳定、比表面积大、光催化活性高，在模拟太阳光的氙灯照射下，用0.1g制备的复合磁性光催化材料降解50mL浓度为10mg/L的罗丹明B溶液，光照3h对罗丹明B的降解率达到98.2％，重复使用3次后对罗丹明B的降解率为92.0％，平均回收率为89.7％。本发明制备出的产品可广泛用于光催化降解有机污染物的领域中。

技术领域

本发明涉及一种制备β-Bi₂O₃/Mn_xZn_1-xFe₂O₄复合磁性光催化材料的新方法，属于无机催化材料技术领域。

背景技术

半导体光催化技术由于在降解水中有机污染物等方面有非常广阔的应用前景，逐渐成为研究的热门课题之一。半导体光催化技术的发展主要集中在两个方向，一是对传统光催化材料二氧化钛的研究，但其带隙较宽，只能吸收紫外光，对占太阳能43％的可见光没有响应；二是开展其它新型光催化材料(如Ag₃PO₄及其复合物、硫化物、铋系化合物及钴族化合物等)的研制及其应用。其中铋系化合物中的氧化铋因带隙窄、吸收波长较大等特点受到关注，成为新型光催化材料开发的热点之一。在新型光催化材料的研制中，β-Bi₂O₃(β-氧化铋)是典型的正方晶型的半导体光催化剂，其带隙为2.58eV，可吸收波长大于400nm的可见光。β-Bi₂O₃的制备方法主要有化学沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳法、水热合成法及固相室温法等。光催化剂在光催化反应体系中多呈悬浮状，光反应后呈现浆状，难以分离和回收再利用是制约光催化材料应用进程的主要因素。复合磁性光催化材料通过外加磁场实现回收再利用，克服了悬浮状光催化材料不易回收的缺陷。

Mn_xZn_1-xFe₂O₄(锰锌铁氧体)与传统的金属软磁材料如Fe₃O₄(四氧化三铁)相比，不仅具有高饱和磁化强度、高磁导率等特点，而且具有生产效率高、成本低及产品性能稳定等优点。因此，以Mn_xZn_1-xFe₂O₄为磁性基体制备复合光催化剂的磁性强，便于分离和循环利用。