[发明专利]一种含盐磁性二氧化钛光催化剂泡腾片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体是涉及一种含盐磁性二氧化钛光催化剂泡腾片及其制备方法。

背景技术

自1972年发现TiO₂作为光催化剂分解水以来，TiO₂因其优越的光反应性、化学稳定性、价格低廉、可重复利用性，被认为是最有前途的光催化剂而受到广泛研究。但是，TiO₂目前的使用多数为悬浮液相体系，其优点是比表面积较大，光催化性能高，但由于纳米TiO₂颗粒微小而造成回收困难，不但随污染物流失而造成损失，也容易带来不必要的二次污染，限制了TiO₂的推广应用。针对以上缺点，如果将纳米磁性颗粒与TiO₂结合起来制备成磁性TiO₂光催化剂，则可以达到在保持高催化效率的基础上实现利用外加磁场高效回收光催化剂的目的。目前市场上TiO₂光催化剂产品，是粉末状产品，使用过程操作不方便、繁琐，因需要均匀分散在水中，才能达到好的效果，这就需要增加搅拌或混合设备。

发明专利(申请号201310120096.0)公开了一种可回收磁性二氧化钛纳米光催化剂的制备方法，涉及以铁盐等为原料制得纳米磁性材料作为内核，利用硅脂在碱性溶液中的水解在磁性材料外包覆一层无定形态二氧化硅，磁性二氧化硅和钛盐为原料进行磁性二氧化钛纳米光催化剂的制备；发明专利(申请号201510014384.7)公开了一种磁性二氧化钛复合中空微球及其制备方法，包括纳米磁性材料均匀分散在二氧化钛中形成磁性二氧化钛复合中空微球的球壳。发明专利(申请号201510741894.4)公开了一种快速降解废水中双酚A的可回收磁性二氧化钛光催化剂及其制备方法，包括磁核，磁核包裹有中间层SiO₂，中间层SiO₂外还负载有TiO₂层。这些方法都涉及将磁性与TiO₂结合的相关方法，最终产品为磁性TiO₂纳米材料或微球，在使用时必将用到搅拌或混合设备，增加了不便捷性，尤其在家庭养殖是消毒时效果受到限制；同时公开的方法在磁性TiO₂制备中或者涉及高温煅烧，影响了磁性，对后续回收造成影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种含盐磁性二氧化钛光催化剂泡腾片及其制备方法，充分利用盐、过氧化物与二氧化钛光催化剂的协同催化作用，制备一种光催化性能优异、使用便捷、分散均匀、易于回收的磁性TiO₂泡腾片。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：除非另有说明，本发明所采用的百分数均为重量百分数。

本发明含盐磁性二氧化钛光催化剂泡腾片及其制备方法，其特征在于是由以下重量份原料制成：氯化钠25～35份，磁性二氧化钛10～15份，粘合剂5～10份，泡腾剂35～50份，过硫酸钠10～15份，润滑剂1～3份。

所述的磁性二氧化钛包括以下制备步骤：

①Fe₃O₄磁性纳米粒子的合成：称取2.05g硫酸亚铁铵和1.41g三氯化铁溶解于50mL去离子水中，将混合液转移至三口烧瓶中，氮气保护下机械搅拌并水浴加热，当反应液加热至80℃时，加入氨水，溶液颜色由棕黄色立即变为黑色，连续反应30min后自然冷却至室温，利用外加磁铁将其产物分离，分别依次用乙醇和蒸馏水各洗涤3～5次，最终将制备得到的Fe₃O₄磁性纳米粒子在50℃下真空干燥12h，备用；

②SiO₂包裹的Fe₃O₄磁性纳米粒子的合成：100mg的Fe₃O₄分散在80mL乙醇和20mL水的混合液中，超声搅拌30min使其分散均匀，将混合液转移至三口烧瓶中，用氨水调节pH至9后加入0.2mL原硅酸四乙酯，通入氮气保护在室温下机械搅拌4h，产物利用外加磁铁收集后依次用乙醇和蒸馏水各洗涤3～5次至中性，然后将制得的SiO₂包裹的Fe₃O₄磁性纳米粒子(本行业通常采用Fe₃O₄@SiO₂方式来表达SiO₂包裹的Fe₃O₄磁性纳米粒子)于50℃下真空干燥12h，备用；