[发明专利]四氧化三铁‑氧化铋复合粒子的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂的制备领域，具体涉及一种四氧化三铁-氧化铋复合粒子的制备方法。

背景技术

随着环境保护要求越来越高，污水处理技术得到广泛的重视。其中，光催化技术是一种处理环境污水简单而有效的方法。光催化技术根据所用光源不同，主要有紫外光催化和可见光催化，可见光催化技术可以直接利用太阳光作为光源进行催化降解环境水中的污染物，催化过程中所需能耗较低，技术上容易实施，在环境污染治理领域和应对能源危机方面具有独特的优势。在可见光催化技术领域中，催化剂的研究与开发是关键。

目前发现的可见光催化剂有多种类型，其中铋系的催化剂对可见光具有很好的响应性，而且禁带宽度较窄，因此受到研究者的广泛关注，如氧化铋：Bi₂O₃。但是铋类催化剂在使用过程中存在的主要问题是，催化完成后，难以从体系中快速分离，甚至不能完全从体系中分离，少量的催化剂对体系造成二次污染，污水处理效率降低，同时催化剂不能循环利用，使用成本增高。

发明内容

本发明提供一种四氧化三铁-氧化铋复合粒子的制备方法，制备得到四氧化三铁-氧化铋复合粒子复合粒子实现快速分离和循环利用。

本发明是通过以下技术方案实现的。

四氧化三铁-氧化铋复合粒子的制备方法，包含以下步骤：

（1）四氧化三铁粒子的制备：机械搅拌下，依次将FeCl_3·H₂O、FeSO₄·7H₂O 、聚乙二醇溶于水中，然后加入0.12g/mL的NaOH溶液，其中，FeCl₃·H₂O、FeSO₄·7H₂O 、聚乙二醇、水和0.12g/mL的NaOH溶液的质量比为2.7:3.1:3:60:15，在45℃下反应3h，冷却至室温后，过滤，得到纳米磁性粒子，将磁性纳米粒子用水和乙醇分别洗涤3次，然后真空干燥，得到四氧化三铁粒子；

（2）四氧化三铁-氧化铋复合粒子的制备：首先将Bi(NO₃)₃·5H₂O 溶于乙二醇与水的混合溶剂中，然后再加入四氧化三铁粒子，其中，Bi(NO₃)₃·5H₂O 、乙二醇与水的混合溶剂、四氧化三铁粒子的质量比为1.9:105:0.2，超声1h，然后转移到反应釜中，在160℃反应5h，冷却至室温，用水和乙醇分别洗涤3次，真空干燥，即得到四氧化三铁-氧化铋复合粒子。

优选地，上述步骤（1）中，真空干燥的条件为50℃下真空干燥24h。

优选地，步骤（2）中，乙二醇与水的混合溶剂中，乙二醇与水的体积比为1:2。

优选地，上述步骤（2）中，真空干燥的条件为55℃下真空干燥26h。

本发明的优点：

本发明提供一种四氧化三铁-氧化铋复合粒子的制备方法，反应条件温和，操作简单，制备得到的四氧化三铁-氧化铋复合粒子能实现快速分离和循环利用，催化活性高,而且容易回收，能够有效降低污水处理的成本。

具体实施方式

实施例1

四氧化三铁-氧化铋复合粒子的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：

（1）四氧化三铁粒子的制备：机械搅拌下，依次将FeCl_3·H₂O、FeSO₄·7H₂O 、聚乙二醇溶于水中，然后加入0.12g/mL的NaOH溶液，其中，FeCl₃·H₂O、FeSO₄·7H₂O 、聚乙二醇、水和0.12g/mL的NaOH溶液的质量比为2.7:3.1:3:60:15，在45℃下反应3h，冷却至室温后，过滤，得到纳米磁性粒子，将磁性纳米粒子用水和乙醇分别洗涤3次，然后真空干燥，得到四氧化三铁粒子；