[发明专利]一种ZnFe2

说明书

本发明属于磁性复合光催化材料领域，具体涉及一种ZnFe₂O₄/Bi₇O₉I₃磁性复合光催化材料及其制备方法，首次将ZnFe₂O₄磁性纳米颗粒穿插于由Bi₇O₉I₃纳米片构成的微米级花状结构中，形成颗粒插入微米花的复合结构；所述ZnFe₂O₄纳米颗粒尺寸为20‑80nm；所述构成Bi₇O₉I₃微米花的Bi₇O₉I₃纳米片厚度为5‑10nm；所述ZnFe₂O₄与Bi₇O₉I₃以1:(2‑6)的质量比例进行复合，形成的磁性复合光催化材料表现出超顺磁性，饱和磁化强度高，光催化活性强的同时磁性可分离性强，对目标污染物双酚A具有良好的可见光降解能力，通过外加磁场迅速回收该光催化材料以达到多次回收利用的目的；而且该磁性复合光催化材料采用的制备方法原理可靠、简单易控，绿色安全，无需高温煅烧，设备常规，成本低廉，具有大规模生产的工业前景。

技术领域

本发明属于磁性复合光催化材料领域，具体涉及一种磁性复合光催化材料及其制备方法，该磁性复合光催化材料分子式为ZnFe₂O₄/Bi₇O₉I₃，具有光催化活性强、磁性高、可回收的特点。

背景技术

众所周知，对于半导体光催化剂材料，在可见光下其满价带的电子在大于等于其带隙能的可见光照射下越过禁带并进入空导带，在对应的跃迁电子的位置会产生一个具有正电荷的光生空穴氢离子。光生电子空穴对在水的溶液中会形成一个强烈的氧化还原体系，将吸附在催化剂表面的有机物质等杂质氧化还原从而具有净化水体的作用。然而传统的TiO₂光催化剂由于只能吸收紫外线，大大限制了在可见光下的光催化效率。因此，探索研发对可见光具有更加良好响应效果的光催化剂成为学者们的关注热点。

迄今为止，铋系光催化剂以其高效的光催化性能和低能耗性等优势逐渐成为人们的研究热点，在卤化铋(BiOX，X＝Cl，Br和I)家族中，Bi₇O₉I₃由于其带隙较宽，在可见光下照射下可以表现出较好的光催化活性。例如中国专利 CN103861621B公开的“一种Bi₇O₉I₃/石墨烯复合可见光催化剂及其制备方法”中指出Bi₇O₉I₃之所以具有比传统光催化剂更优越的活性得益于其特有的内部电场、开放式片层结构和间接跃迁模式，更有利于降低电子-空穴对的复合几率，同时提出但单一的碘氧化铋催化剂依然存在着难分解、量子效率低、对太阳光的利用率低等一系列缺点。而这类问题作为光催化领域研究的重点在近年来已经有了一些进展，例如中国专利CN106881120A公开的“一种Bi₇O₉I₃/Zn₂SnO₄异质结可见光催化剂的制备方法及应用”中提供了一种把空穴-电子对分离效率高的宽禁带半导体和宽光谱吸收的窄禁带半导体复合的方法，该方法能够解决现有的技术中催化剂光响应范围较窄、空穴-电子对分离效率较低等问题。但当其发明提供的光催化剂完成降解有机染料等有毒有害物质后，残留在水中并且无法通过简单操作将其回收，易产生二次污染。