[发明专利]一种异质光催化剂的制备及其在降解甲醛方面的应用有效

专利信息
申请号: 201810522605.5 申请日: 2018-05-28
公开(公告)号: CN108554437B 公开(公告)日: 2021-01-15
发明(设计)人: 朱建群;蒋义冲;韦佳倩;陈伟;何志才 申请(专利权)人: 台州学院
主分类号: B01J27/24 分类号: B01J27/24;B01D53/86;B01D53/72
代理公司: 蓝天知识产权代理(浙江)有限公司 33229 代理人: 周绪洞
地址: 317000 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 光催化剂 制备 及其 降解 甲醛 方面 应用
【说明书】:

发明公开了一种异质结光催化剂Fe2O3/CdFe2O4/g‑C3N4的制备方法:将试剂Ⅰ、试剂Ⅱ、试剂Ⅲ和试剂IV溶于去离子水中形成溶胶,通过pH调节剂调节pH值为9‑11。将所得的溶胶陈化6小时得到湿凝胶,再将其在80℃真空干燥12小时后研磨成均匀的干凝胶粉体,研磨的干凝胶粉体在500‑600℃的马弗炉中烧结2小时得到异质结光催化剂Fe2O3/CdFe2O4/g‑C3N4。本发明提供的异质结光催化剂Fe2O3/CdFe2O4/g‑C3N4具有催化降解甲醛气体的作用,紫外光照射2小时其甲醛降解率高达95.2%。

(一)技术领域

本发明涉及一种异质结光催化剂Fe2O3/CdFe2O4/g-C3N4的制备及其在催化降解甲醛方面的应用。

(二)背景技术

近年来,半导体光催化在水污染处理上表现突出,它的优点是效率高、成本低、选择性广泛、反应温度需求低、能源需求小以及对污染物降解彻底等,是一种“绿色”化学法,一直处于环境治理研究的前沿。在众多半导体光催化材料中,铁氧体基尖晶石CdFe2O4获得了广泛的应用,这主要是由于铁氧体尖晶石CdFe2O4具有合适的能带结构,禁带宽度窄,在磁性、耐热、耐光、无毒、防锈等方面效果显著,具有良好的光催化活性,对太阳光的吸收范围广,生产成本低,可以磁控分离回收,使用效率高,是一类极有前途的光催化材料。但铁氧体基光催化材料用于光催化领域还存在以下技术难题:铁氧体尖晶石的禁带宽度位于1.5~2.0eV之间,光催化过程中,光生电子空穴容易复合,降低材料的光催化效果,限制了材料在光催化领域的应用范围。如何解决这个问题,提高铁氧体基光催化材料的催化效率,是目前国内外光催化领域研究的重点之一。

g-C3N4是发现的首个非金属半导体光催化材料,具有与石墨相类似的层状结构,电子能带结构独特,化学稳定性和热稳定性优异,是一种廉价的、稳定的可见光催化剂。考虑到g-C3N4和铁氧体基尖晶石CdFe2O4二者具有非常匹配的能带结构,如果将它们复合,将有助于形成Z型复合光催化剂,在可见光照射下,光生载流子通过异质结界面将会快速地分离和转移迁移,提高复合光催化剂的催化效率。Z型光催化剂在降低半导体带隙的同时,既能保留较高还原能力的光生电子和又能保留较高氧化能力的光生空穴。

铁氧体尖晶石粒子形貌复杂多样,如纳米球、纳米花、纳米纤维等,在这种情况下,研究铁氧体尖晶石的形貌与光催化性能之间的关联性很有必要,但是,到目前为止国内外未见有报道形貌调控对Fe2O3/CdFe2O4/g-C3N4光催化性能影响的文献。为此,我们设计制备Z型铁氧体尖晶石Fe2O3/CdFe2O4/g-C3N4异质结光催化材料,研究铁氧体尖晶石Fe2O3/CdFe2O4/g-C3N4异质结光催化材料的制备机理,表征材料的显微形貌及光催化性能,建立材料的形貌调控与光催化性能之间的关联具有重大的理论及现实意义。

(三)发明内容

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