[发明专利]一种制备二溴五氧化四铋/锰锌铁氧体复合磁性光催化剂的方法

说明书

一种制备二溴五氧化四铋/锰锌铁氧体复合磁性光催化剂的方法，其属于无机催化材料领域。本发明先用水热法制备了软磁性材料锰锌铁氧体Mn_xZn_1‑xFe₂O₄，再通过微乳液法制备出了二溴五氧化四铋/锰锌铁氧体(Bi₄O₅Br₂/Mn_xZn_1‑xFe₂O₄)复合磁性光催化剂料。本发明方法制备工艺简单、使用设备少、能耗低。制备的Bi₄O₅Br₂/Mn_xZn_1‑xFe₂O₄磁性能稳定、光催化活性高，在模拟太阳光氙灯照射下，用0.1g制备的复合磁性光催化剂降解100mL浓度为10mg/L的罗丹明B溶液，60min对罗丹明B的降解率达到99.4％，在外加磁场下对光催化剂的磁回收率为89.6％，重复使用3次后对罗丹明B的降解率为92.0％。本发明制备出的产品可广泛用于光催化降解有机污染物领域。

技术领域

本发明涉及一种制备二溴五氧化四铋-锰锌铁氧体(Bi₄O₅Br₂/Mn_xZn_1-xFe₂O₄)复合磁性光催化剂的方法，属于无机环境光催化剂技术领域。

背景技术

二溴五氧化四铋(Bi₄O₅Br₂)属于富氧型铋基卤氧化物，是一种新型纳米光催化剂。Bi₄O₅Br₂内部的铋氧层([BiO]²⁺)和溴离子层(Br^-)之间能形成内部电场，使产生的光生电子和空穴能得到有效的分离。Bi₄O₅Br₂对可见光具有较强的响应能力，同时其电荷传输的阻力较小，进而有利于提高Bi₄O₅Br₂的光催化活性。Bi₄O₅Br₂的常用制备方法包括水化法、室温沉积法、超声辅助阴离子交换和煅烧法等。近年来，众多学者开展了元素掺杂和多相催化剂合成等方法来提高Bi₄O₅Br₂的光催活性并收到成效。然而，光催化剂在光催化降解污染物时会分散于液体中，分离和回收困难制约着光催化剂的实际应用。复合磁性光催化剂通过外加磁场实现催化剂的回收再利用，能克服常规离心或过滤等回收方式能耗高、耗时长和工艺复杂的缺点。

锰锌铁氧体(Mn_xZn_1-xFe₂O₄)属于软磁铁氧体材料，是指具有尖晶石结构的mMnFe₂O₄·nZnFe₂O₄与少量的Fe₃O₄组成的单相固溶体，与传统金属软磁材料(Fe₃O₄)相比，Mn_xZn_1-xFe₂O₄具有高饱和磁化强度、高磁导率、低损耗、以及产品稳定性强等优点。因此以Mn_xZn_1-xFe₂O₄为磁性基体制备的复合光催化剂具有稳定的磁性，便于催化剂的回收和循环使用。常见的Mn_xZn_1-xFe₂O₄制备方法包括化学共沉淀法、溶胶-凝胶法、煅烧法等。