[发明专利]一种软磁性复合光催化剂及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种污水处理技术，特别适用于含有机污染物废水处理的一种软磁性复合光催化剂及其制备方法。

背景技术：

半导体光催化氧化技术是近年来迅速发展的一种非均相高级氧化技术，其在处理有机废水的研究和应用方面引起了广泛的关注。其中，纳米TiO₂具有抗化学腐蚀和光腐蚀、性质稳定、无毒、光催化活性高、反应速度快、对有机物的降解无选择性且易使之完全矿化、无二次污染等优点，被普遍认为是最具应用前景的绿色环保型催化剂之一。

一般水处理体系使用的光催化剂都是粉末TiO₂，存在如下问题：（1）TiO₂对高浓度的有机污染物降解效果较好，而对低浓度的有机污染物降解速率很慢，这也极大的限制了TiO₂作为光催化剂的应用。（2）TiO₂粉末有团聚的趋势，尤其在TiO₂浓度较高时这种趋势更加明显，团聚后光催化剂比表面积大幅下降，光催化效果也会随之下降。（3）由于TiO₂粒径太小，导致其分离回收及再生都非常困难，这会导致光催化剂损失严重，成本升高，TiO₂具有的廉价的优势将不复存在。因此，制备纳米级的TiO₂催化剂并寻找合适的催化剂载体，是TiO₂光催化剂处理废水工业化的关键。活性炭具有发达的孔隙结构、巨大的比表面积、稳定的物理化学性质以及强大的吸附性能，是一种比较理想的催化剂载体。它不仅可以将TiO₂均匀的分散于其巨大的比表面从而避免TiO₂的团聚，并且可以通过对污染物的吸附作用向TiO₂提供高浓度环境来提高其光催化活性。然而用作载体的活性炭为微米级的，虽然回收过程中在一定程度上减少了TiO₂的流失浪费，但催化剂仍然需要过滤分离，这仍要消耗大量人力物力。单纯为简化TiO₂光催化剂的分离过程，也有研究将纳米TiO₂直接负载于磁性纳米颗粒上形成核壳结构的磁性纳米光催化剂，借助外加磁场可以很容易的实现其与被处理水系的分离，从而富集回收。但由于纳米磁性材料的孔体积和比表面积小，钛的负载量低，造成整体复合光催化剂的光催化活性降低。

发明内容