[发明专利]Ni-Al@γ-Fe2

说明书

本发明公开一种Ni‑Al@γ‑Fe₂O₃‑Ni‑Fe‑LDHs吸附光催化剂的制备方法，该制备方法是CdCl₂·6H₂O、NiCl₂·6H₂O、FeCl₃·6H₂O为原料，Cd、Ni、Fe摩尔比为1:6:2，采用络合剂NF协助的均相沉淀技术直接制备γ‑Fe₂O₃‑Ni‑Fe‑LDHs材料；以γ‑Fe₂O₃‑Ni‑Fe‑LDHs、Ni(NO₃)₂·6H₂O、Al(NO₃)₃·9H₂O为原料，Ni、Al摩尔比为3:1、0.1‑0.9g/L的γ‑Fe₂O₃‑Ni‑Fe‑LDHs，采用络原位生长技术直接制备Ni‑Al@γ‑Fe₂O₃‑Ni‑Fe‑LDHs材料；Ni‑Al@γ‑Fe₂O₃‑Ni‑Fe‑LDHs复合材料具有较高的吸附性能以及较低禁带宽度(2.23eV)，该材料可以吸附含氟废水中的氟离子(去除率达到99.8％左右)并光催化降解苯酚(降解率达到98.9％左右)，是处理工业有机废水的理想的吸附光催化降解剂。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及Ni-Al@γ-Fe₂O₃-Ni-Fe-LDHs吸附光催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

我国水资源相对匮乏，生态极其脆弱。近年来随着采矿、石油化工、煤化工等工业的发展，产生了大量含酚废水、有机染料废水。这些污染物在水体污染中很难治理，对当地的生态造成严重的破坏。多年来，国内外学者对笨酚、有机染料废水治理进行了多方面的基础理论研究，如何经济而有效地治理苯酚废水，一直是国内外研究的重要课题。光催化技术和吸附技术是处理含酚废水、有机染料废水比较有效的方法，它为人们解决日益严峻的能源与环境问题提供了一种全新的解决方案，已经成为科研及应用领域研究热点之一。

常见的半导体型金属氧化物，是迄今应用最为广泛的光催化剂。但这些光催化剂的比表面积较小，空穴易与电子复合，催化效率不高，吸附和循环利用能力较差，从而限制了它的应用范围。增加催化剂孔径和比表面积使光催化技术和吸附技术协调偶合，可以提高光催化降解能力。因此开发新型高效吸附光催化材料是一个重要的研究方向。

水滑石类材料(Layered Double Hydroxides简称LDHs)，是由层间阴离子及带正电荷层板堆积而成的化合物(图1)，其特殊的结构和理化性质使其在水处理方面表现出了优异的吸附光催化性能，引起了工业生产和科学研究的广泛关注。 LDHs层板中的二价和三价金属原子可以达到原子水平的混合，弥补了单一金属氧化物带隙较大，空穴易与电子复合的缺陷，在提高比表面积的同时，使金属活性中心更均匀的分散，并充分暴露于反应底物中，实现了吸附光催化偶合，大大增强了催化活性。但是目前该研究领域依然存在一些不足：(1)主要集中在铝系类水滑石材料，不能进行可见光催化，而具有光电磁特性的铁基类水滑石材料应用较少；(2)材料不能很好的回收利用，运行成本高；(3)材料利用单一，不能形成多级循环利用。