[发明专利]一种介孔γ-Fe2O3/TiO2磁/催化双功能复合微球的制备方法

说明书

一种介孔γ‑Fe₂O₃/TiO₂磁/催化双功能复合微球的制备方法，涉及适用于环境污水修复方面复合材料制备技术领域。将氨基酸、钛酸四丁酯和二茂铁溶解于乙醇和水混合溶液中，搅拌混合均匀；然后将搅拌混合液转入反应釜中，将反应釜盖好并放到恒温鼓风烘箱中进行反应，反应完全后经后处理得到灰白色的介孔γ‑Fe₂O₃/TiO₂磁/催化双功能复合微球。本发明通过氨基酸辅助溶剂热法成功地获得了一种介孔γ‑Fe₂O₃/TiO₂磁/催化双功能复合微球。通过系列实验结果表明其具有粒度分布较窄、形貌分布均一和粒径可控等特点。

技术领域

本发明涉及适用于环境污水修复方面复合材料制备技术领域，具体是涉及一种介孔γ-Fe₂O₃/TiO₂磁/催化双功能复合微球的制备方法。

背景技术

目前，TiO₂由于其强氧化性、化学稳定性好、无毒和廉价等优点在环境和能源相关的领域有着重要的应用前景。特别是在光催化、太阳能电池、传感器等方面。

TiO₂晶体结构主要有锐钛矿、金红石和板钛矿，其中锐铁矿和金红石相，其中，锐钛矿和金红石相的TiO₂禁带宽度(Eg)分别为3.2eV和3.0eV，能隙大吸收紫外光能力强，其光生电子的还原性和空穴的氧化性强，能够实现分解水产氨产氧，广泛应用于水纯化，废水处理，有毒污水控制，空气净化和杀菌消毒等领域。为了提高TiO₂的可见光催化活性，通过对TiO₂进行改性来提高其电子-空穴转移速率及拓宽其可见光光响应范围，增加对可见光的利用率。

纳米γ-Fe₂O₃具有无毒、廉价、无污染、强磁性等优点，在吸附、催化、生物医疗、磁制冷、磁记录等领域有着广泛的应用。

介孔TiO₂粉体因其具有高比表面积、孔径可调和易于改性等特点，在水处理、空气净化、太阳能电池和生物材料等方面表现出广阔潜在的应用前景。将介孔TiO₂粉体和磁性γ-Fe₂O₃结合起来能够有效的解决此类催化剂的回收问题。但是关于通过一步法技术合成介孔γ-Fe₂O₃/TiO₂磁/催化双功能材料的报道较少。

发明内容

本发明要解决的技术问题为提供一种工艺简单、成本低、适合工业化规模生产的介孔γ-Fe₂O₃/TiO₂磁/催化双功能复合微球的制备方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种介孔γ-Fe₂O₃/TiO₂磁/催化双功能复合微球的制备方法，采用溶剂热法，具体是将氨基酸、钛酸四丁酯和二茂铁溶解于乙醇和水混合溶液中，搅拌混合均匀；然后将搅拌混合液转入反应釜中，将反应釜盖好并放到恒温鼓风烘箱中进行反应，反应完全后经后处理得到灰白色的介孔γ-Fe₂O₃/TiO₂磁/催化双功能复合微球。

作为本发明的介孔γ-Fe₂O₃/TiO₂磁/催化双功能复合微球的制备方法的优选技术方案，制备方法中，氨基酸选自甘氨酸或L-天冬氨酸。氨基酸、钛酸四丁酯和二茂铁之间的摩尔比为5～15：8～9.5：2～0.5。溶剂热法反应温度为140～180℃，反应时间为12～48h。后处理是将反应产物固液分离后分别使用无水乙醇及去离子水交替洗涤，然后置于恒温干燥箱中进行干燥，恒温干燥箱中干燥温度为20～60℃，干燥时间为4～12h。