[发明专利]一种可见光响应的复合光催化剂的制备方法及其除砷方法

摘要

本发明公开了一种可见光响应的复合光催化剂的制备方法及其除砷方法，该制备方法首先将硝酸铁、乙二醇，氧化钇、硝酸制备出掺Y的氧化铁溶胶，用溶胶-凝胶法负载制得磁性膨胀珍珠岩；再以钛酸丁酯为前驱体，制备出Y、Zr共掺杂的二氧化钛溶胶，同样用溶胶-凝胶法将溶胶负载于磁性膨胀珍珠岩上，干燥后煅烧，制得复合光催化剂；本发明的制备方法工艺操作简单，整个过程采用溶胶-凝胶法，不需昂贵设备；本发明的催化剂对砷的吸附效果佳，在氙灯模拟可见光照射下光催化效率高，并且具有优良的软磁性，在外加很小的磁场作用下可快速与水体分离，从而使本催化剂易于回收。

主权项

一种可见光响应的复合光催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）膨胀珍珠岩作为载体，用蒸馏水冲洗3遍，滤去水分，均匀铺满铁盘内，在120℃的烘箱里烘干48小时；（2）氧化铁溶胶的制备：氧化钇溶解于硝酸中生成Y(NO3)3溶液；在搅拌条件下，将硝酸铁迅速加入乙二醇中溶解，得到橙红色溶液，然后将Y(NO3)3溶液逐滴滴入上述的橙红色溶液中，将以上混合溶液放进80℃的水浴锅中继续搅拌加热1小时得到氧化铁溶胶，其中：硝酸铁、乙二醇与氧化钇的摩尔比为20:400:1；（3）磁性膨胀珍珠岩的制备：将步骤（1）的膨胀珍珠岩加入到步骤（2）的氧化铁溶胶中，膨胀珍珠岩与氧化铁溶胶的质量比为70:16.8，充分浸泡后，放入烘箱于150℃经20~30min烘干，取出后再浸泡在剩余的氧化铁溶胶内，反复浸泡和烘干3~4次，使膨胀珍珠岩完全吸收全部氧化铁溶胶，150℃烘干后将烘箱温度升温至300℃，煅烧2小时得到充满氧化铁的磁性膨胀珍珠岩；（4）共掺杂二氧化钛溶胶的制备：将钛酸丁酯加入正在搅拌的无水乙醇和冰醋酸混合液中，搅拌20min得到A液，其三者的体积比是钛酸丁酯：无水乙醇：冰醋酸=10:45:20；另外再取无水乙醇和冰醋酸以及Y、Zr混合溶液搅拌混合得到B液，其三者的体积比是无水乙醇：冰醋酸：Y、Zr混合溶液=25:5:6.5，A液搅拌完毕后，用分液漏斗将B液控制在1滴/秒的速度加进A液，搅拌3h，陈化12h后得到共掺杂二氧化钛溶胶；（5）负载：将步骤（3）的磁性膨胀珍珠岩放入到步骤（4）的掺杂二氧化钛溶胶中，浸渍1~2min，放入红外线烘箱中烘干，重复负载2~4次，然后放入马弗炉中500℃煅烧3小时，即得到一种可见光响应的复合光催化剂。