[发明专利]一种微波辅助溶胶法研制ZnO-TiO2

说明书

本发明公开了一种微波辅助溶胶法研制ZnO‑TiO₂改性FeMnO₃复合材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)取硝酸铁固体和硝酸锰液体，加入烧杯中用蒸馏水溶解，在磁力搅拌的同时加入金属离子摩尔量的两倍的柠檬酸，充分搅拌后，用氨水溶液调节pH值，磁力搅拌后放入100℃烘箱中干燥至干凝胶，然后加入程序升温炉预烧形成粉末；(2)将得到的粉末以摩尔比为1：1，1：2，2：1分别与钛酸四丁酯和乙酸锌溶液进行复合，得到混合溶液充分搅拌，放入微波反应器中反应后获得溶胶，再将溶胶在干燥器中120℃烘干成干凝胶，研磨成粉，装入坩埚中做好标记，将所有混合组分包括纯组分放入程序升温炉中煅烧获得最终的复合催化剂粉体。

技术领域

本发明涉及复合材料制备技术领域，特别是一种微波辅助溶胶法研制ZnO-TiO₂改性FeMnO₃复合材料的方法。

背景技术

在催化剂的材料中，TiO₂具有良好的稳定性和还原性而且催化效率高等优点，从而成为人们重点研究的催化剂。尤其在催化降解染料废水中的有机物方面得到了广泛的应用同时也避免了二次污染和节约了成本。ZnO和TiO₂有着相近的性质，都属于半导体，也是一种催化剂，它比TiO₂的太阳光吸收光谱要宽，有可见光的光催化活性。又因为它稳定性差同时在水中容易失去活性。CuO也是半导体，也是一种催化剂。能够充分利用光能，提高催化剂的稳定性。将三种材料进行复合，可以提高材料的稳定性，也让TiO₂的吸收光的范围扩大到了可见光，也扩大了对太阳光的利用率了。TiO2和ZnO-CuO的复合体不仅在太阳光，自然光下的光催化效果要比单一的ZnO-CuO和TiO₂的效果要好。用溶胶-凝胶法制备TiO₂和ZnO的粉体，用水热合成的方法合成CuO，再制备三者的复合粉体。对所制备的复合粉体进行XRD、SEM、Uv-vis等方面的表征测试。

另外，关于更多的催化剂的研究和应用也被大量的发现，当然要实现光催化剂的技术在太阳能电池、有机染料上的应用还需要大量的努力。目前，国内外学者都开始高度重视对废水的处理和治理，探索更好的治理方法，保护水资源。就TiO₂光催化剂在应用中存在的实际问题，可以通过复合其他的物质来进入TiO₂晶体的内部，这样复合的金属离子会成为光生电子的捕获陷阱，提高了光催化剂的催化活性。

发明内容

本发明的目的是提供一种微波辅助溶胶法研制ZnO-TiO₂改性FeMnO₃复合材料的方法，以解决现有技术中的不足。

本发明提供了一种微波辅助溶胶法研制ZnO-TiO₂改性FeMnO₃复合材料的方法，包括以下步骤：

(1)取硝酸铁固体和硝酸锰液体，加入烧杯中用蒸馏水溶解，在磁力搅拌的同时加入金属离子摩尔量的两倍的柠檬酸，充分搅拌后，用氨水溶液调节pH值，磁力搅拌后放入100℃烘箱中干燥至干凝胶，然后加入程序升温炉预烧形成粉末；

(2)将得到的粉末以摩尔比为1：1，1：2，2：1分别与钛酸四丁酯和乙酸锌溶液进行复合，得到混合溶液充分搅拌，放入微波反应器中反应后获得溶胶，再将溶胶在干燥器中120℃烘干成干凝胶，研磨成粉，装入坩埚中做好标记，将所有混合组分包括纯组分放入程序升温炉中煅烧获得最终的复合催化剂粉体。

优选的是，步骤(1)中所述硝酸铁固体和硝酸锰液体的摩尔比为1:1。

优选的是，步骤(1)中所述氨水调节pH值为9。

优选的是，步骤(1)中氨水调节ph值之后的磁力搅拌温度为80℃，搅拌时间为4小时。

优选的是，步骤(1)中所述在程序升温炉中预烧温度为500℃，预烧时间为3小时。