[发明专利]纳米钛酸铁基磁性吸附材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种纳米钛酸铁基磁性吸附材料及其制备方法和应用，属于，纳米光催化及吸附材料领域。该纳米钛酸铁基磁性吸附材料的制备方法包括：将硝酸铁溶液与钛酸四丁酯溶液混合，并加入氨水至混合溶液形成凝胶状；将所得到的凝胶产物陈化后干燥，并在还原气氛下置于400～600℃下保温1～3h进行烧结。由该方法所得的这种纳米钛酸铁基磁性吸附材料的吸附效率高，可在短时间内吸附有机污染物。同时，通过掺杂金属离子，形成金属掺杂型纳米钛酸铁基磁性吸附材料，其具有光催化效率高、吸附性能强的特性，可用于有机污染物的吸附及降解中，应用前景广泛。

技术领域

本发明涉及纳米光催化及吸附材料领域，具体而言，涉及一种纳米钛酸铁基磁性吸附材料及其制备方法和应用。

背景技术

FeTiO₃是钛铁矿的主要成分，该矿物在地球上有丰富的储量，分布广泛分布在世界各地(欧洲、非洲、澳大利亚、南北美洲)。在世界上拥有超过6.8亿吨的高储量，并且价格很低(峰值价格为250—350美元/公吨，而在2008年，只有80 107美元/公吨)。钛铁矿(FeTiO₃)是生产二氧化钛和Ti的最丰富矿物原料。是电子和自旋电子学材料最佳选择之一。并有望在化学循环燃烧系统(CLC)中成为固体燃料的氧载体。除此之外，FeTiO₃属于ABO₃-型结构，具有同等大小的铁和钛，含有两种金属元素的双金属氧化物具有极好的离子储存性能、催化活性或气体传感器的性能。

在目前现有的研究中发现，研究者通过溶胶凝胶法、静电纺丝技术、水热法和高温煅烧等方法制备了钛酸铁，并研究了光催化性能，其光催化性能最佳值能达到90％左右，但催化时间长(通常需要120～240min不等)，从而导致其光催化效率不高。

鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种纳米钛酸铁基磁性吸附材料及其制备方法，这种纳米钛酸铁基磁性吸附材料的吸附效率高，可在短时间内吸附有机污染物。

本发明的第二目的在于提供一种金属掺杂型纳米钛酸铁基磁性吸附材料及其制备方法和应用，这种吸附材料的吸附效率高且具有磁性，便于回收利用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种纳米钛酸铁基磁性吸附材料及其制备方法：

一种纳米钛酸铁基磁性吸附材料的制备方法，其包括：

将硝酸铁溶液与钛酸四丁酯溶液混合，并加入氨水至混合溶液形成凝胶状；

将所得到的凝胶产物陈化后干燥，并在还原气氛下置于400～600℃下保温1～3h进行烧结。

一种由上述制备方法制得的纳米钛酸铁基磁性吸附材料。

一种纳米钛酸铁基磁性吸附材料在降解有机污染物中的应用。

另一方面，本发明提供一种金属掺杂型纳米钛酸铁基磁性吸附材料及其制备方法和应用：

一种金属掺杂型纳米钛酸铁基磁性吸附材料的制备方法，其包括：

将硝酸铁溶液与钛酸四丁酯溶液混合，再与掺杂金属离子溶液混合，并加入氨水至混合溶液形成凝胶状；

将所得到的凝胶产物陈化后干燥，并在还原气氛下置于400～600℃下保温1～3h进行烧结。

一种由上述制备方法所制得的金属掺杂型纳米钛酸铁基磁性吸附材料。

一种金属掺杂型纳米钛酸铁基磁性吸附材料在有机污染物吸附及降解中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：