[发明专利]一种艾炭三氧化二铁的制备及应用

说明书

本发明提供了一种艾炭三氧化二铁的制备及应用，首先利用艾叶制备出艾碳，再将艾碳与FeSO₄和FeCl₃反应制备出磁性艾碳复合材料γ‑Fe₂O₃/MC。基于γ‑Fe₂O₃的光催化降解能力的考虑，本发明研究了γ‑Fe₂O₃/MC对罗丹明B的光催化降解能力，结果表明，γ‑Fe₂O₃/MC对罗丹明B具有很好的光催化降解能力，在最佳条件下，30 min即可降解99%的罗丹明B。因此γ‑Fe₂O₃/MC为污水中染料的去除提供了一种低成本、高性能的光催化降解材料。

技术领域

本发明涉及碳复合材料领域，具体涉及一种艾炭三氧化二铁的制备及应用。

背景技术

酶是一种由活细胞产生的对底物具有高度特异性和催化性的蛋白质或RNA。在酶的作用下，生物体内的化学反应在极其温和的条件下也能高效进行。其优异的性能引起人们的关注，但其性质不稳定、价格高、储存条件苛刻等并不能被广泛应用于现代工业。因此，开发出性质稳定、价格低廉、性能优异的人工模拟酶成为研究的热点。近年来，开发出了碳基材料、贵金属材料、金属氧化物材料等具有类酶活性的催化材料。但这些材料仍存在成本高、不可回收或回收困难、活性差等缺陷，因此，有必要开发出一种低成本、高活性、易回收的催化材料。

磁赤铁矿（γ-Fe₂O₃）具有一定的过氧化物酶活性，但单独的γ-Fe₂O₃极易团聚，导致过氧化物酶活性降低，若能将γ-Fe₂O₃分散在一定的介质上就可以减少其团聚进而提高过氧化物酶活性。艾草是一种多年生草本或略成半灌木状植物，艾草在我国的主要应用是制作艾灸条，=制备艾灸条的过程中会产生大量的艾叶废物。据统计，我国每年生产的艾叶废物约1116万公斤。如果能将这些艾叶废物充分利用起来不仅可以实现艾草废料的再利用还可以增加艾草的经济价值。

磁赤铁矿（γ-Fe₂O₃）具有一定的过氧化物酶活性，但单独的γ-Fe₂O₃极易团聚，导致过氧化物酶活性降低，若能将γ-Fe₂O₃分散在一定的介质上就可以减少其团聚进而提高过氧化物酶活性。艾草是一种多年生草本或略成半灌木状植物，艾草在我国的主要应用是制作艾灸条，制备艾灸条的过程中会产生大量的艾叶废物。据统计，我国每年生产的艾叶废物约1116万公斤。如果能将这些艾叶废物充分利用起来不仅可以实现艾草废料的再利用还可以增加艾草的经济价值。

因此，本研究以废弃的艾草为原料，在低温空气气氛下制备了生物质艾炭，以艾炭为基底，制备了艾炭-γ-Fe₂O₃的复合物，该复合物相对于单独的艾炭或者γ-Fe2O3都表现出了更高的过氧化物酶活性。基于此活性，在光照条件下，该复合物可以实现罗丹明B的降解。本研究所获结果为我们制备价格低廉活性高的过氧化物纳米酶提供了有益的参考和依据。

发明内容

本发明提出了一种艾炭三氧化二铁的制备及应用，以艾叶为原料低温合成了磁性复合材料γ-Fe₂O₃/MC，并研究了其在染料废水中罗丹明B的降解中的应用。结果表明，γ-Fe₂O₃/MC对罗丹明B具有很好的光催化降解能力，在最佳条件下，30 min即可降解99%的罗丹明B。

实现本发明的技术方案是：

一种艾炭三氧化二铁的制备方法，首先利用艾叶制备出艾碳，再将艾碳与FeSO₄和FeCl₃反应制备出磁性艾碳复合材料γ-Fe₂O₃/MC。