[发明专利]一种制备具有磁性光催化活性空心玻璃微珠改性的方法

权利要求书

1.一种制备具有磁性光催化活性空心玻璃微珠的方法，其特征在于，它包括如下工艺步骤：Ⅰ.先采用水热法对空心玻璃微珠包覆磁性纳米四氧化三铁薄膜；Ⅱ.再在空心玻璃微珠的磁性纳米四氧化三铁薄膜外包覆锐钛矿型纳米二氧化钛薄膜；Ⅲ.最后对包覆了磁性纳米四氧化三铁薄膜和锐钛矿型纳米二氧化钛薄膜的空心玻璃微珠进行银离子修饰改性。

2.如权利要求1所述的一种制备具有磁性光催化活性空心玻璃微珠的方法，其特征在于，在采用水热法对空心玻璃微珠包覆磁性纳米四氧化三铁薄膜前，先对空心玻璃微珠进行预处理。

3.如权利要求2所述的一种制备具有磁性光催化活性空心玻璃微珠的方法，其特征在于，所述对空心玻璃微珠进行预处理的工艺过程包括去油和粗化两个程序。

4.如权利要求3所述的一种制备具有磁性光催化活性空心玻璃微珠的方法，其特征在于，所述去油程序的工艺过程如下：称取氢氧化钠、碳酸钠和硅酸钠溶于去离子水中，得到除油液，所述氢氧化钠、碳酸钠和硅酸钠在所述除油液中的质量-体积浓度分别为40g/L、10g/L和5g/L；将所述除油液加热至80～100℃；称取空心玻璃微珠5～10g，加入1L所述除油液中，采用机械搅拌方法使空心微珠在除油液中充分分散，反应40～60min后过滤、水洗。

5.如权利要求3或4所述的一种制备具有磁性光催化活性空心玻璃微珠的方法，其特征在于，所述粗化程序的工艺过程如下：将上步得到的去油后的空心玻璃微珠浸泡在质量浓度1～3%、体积1L的氢氟酸溶液中，在40～60℃条件下反应1～2h，过滤后分别用丙酮、无水乙醇和去离子水洗涤，80℃条件下干燥1～2h。

6.如权利要求1、2或3所述的一种制备具有磁性光催化活性空心玻璃微珠的方法，其特征在于，所述步骤Ⅰ的工艺过程如下：按照总铁浓度为0.05～0.15mol/L，硫酸亚铁与硝酸铁质量比为Fe²⁺：Fe³⁺=1：2～3：2称取硫酸亚铁和硝酸铁，用去离子水溶解得到二价铁和三价铁的混合溶液，添加质量浓度为15～30g/L的氢氧化钠，质量浓度为20～40g/L的乙二醇，质量浓度为10～20g/L的聚乙烯吡咯烷酮，按照体积比4：1～1：4添加无水乙醇溶液，添加空心玻璃微珠，随后转入至高压反应缸中，密封后在120～160℃条件下，保温处理4～8h，待反应完成后过滤出空心微珠，分别用无水乙醇和去离子水进行洗涤，60℃条件下真空干燥1～2h。

7.如权利要求1、2或3所述的一种制备具有磁性光催化活性空心玻璃微珠的方法，其特征在于，所述步骤Ⅱ的工艺过程如下：将18～20g的硫酸钛溶解在温度60℃、体积400mL的去离子水中，然后添加8～12g的尿素和3～8g的聚乙二醇，并不断地搅拌；将步骤Ⅰ处理后的空心玻璃微珠加入到硫酸钛尿素混合溶液中，机械搅拌5～10min，接着补充200～400ml的去离子水，并向溶液中通入氮气10～20min，然后立即转入体积1L的反应缸中，密封后置于均相反应器中，以1～2℃/min的速率升温至110～150℃，恒温反应2～5h；待反应结束后过滤，用无水乙醇和去离子水清洗，60℃真空干燥1～2h。

8.如权利要求1、2或3所述的一种制备具有磁性光催化活性空心玻璃微珠的方法，其特征在于，所述步骤Ⅲ的工艺过程如下：将步骤Ⅱ处理后的空心玻璃微珠添加到体积1L、质量浓度为1～4g/L的硝酸银溶液中，充分搅拌5～10min，然后缓慢添加体积200mL、质量浓度为4～10g/L的葡萄糖溶液，并不断地进行搅拌，在20～40℃条件下反应10～30min，过滤后分别用无水乙醇和去离子水洗涤，80条件下真空干燥30～50min，即完成在空心玻璃微珠表面先包覆磁性纳米四氧化三铁，再包覆锐钛矿型纳米二氧化钛，最后进行纳米银修饰的薄膜改性。