[发明专利]基于磁性碳质材料的表面印迹CdS复合光催化剂的制备方法

摘要

本发明属环境材料制备技术领域，具体涉及一种基于磁性碳质材料的表面印迹CdS复合光催化剂的制备方法。本发明以Fe₃O₄为载体，对其表面包覆C层，再负载CdS制备出CdS@C@Fe₃O₄复合光催化剂，再利用聚乙二醇－4000对CdS@C@Fe₃O₄的表面进行改性；以改性的CdS@C@Fe₃O₄为基体，环丙沙星为模板分子，甲基丙烯酸为功能单体，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯为交联剂，偶氮二异丁腈为引发剂，采用表面印迹技术及紫外光引发聚合的方法，制备出磁性表面印迹CdS复合光催化剂。本发明的技术优点：该光催化剂的分离回收更加便捷，高效；该光催化剂在二元混合相抗生素溶液中对光降解环丙沙星有很高的选择性；C层的引入使普通CdS光催化剂的光生电子和光致空穴得到了极大程度的分离，从提高了光催化剂的光催化活性。

主权项

基于磁性碳质材料的表面印迹CdS复合光催化剂的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：（1）Fe₃O₄纳米球的制备：首先，按比例将六水合三氯化铁，醋酸钠和乙二醇加入到烧杯中，磁力搅拌至混合物分散均匀后，将黄色的溶液转移到高压反应釜中， 200℃反应8小时，之后将高压反应釜去除，冷却至室温，得到的黑色磁性颗粒用无水乙醇洗涤，利用磁铁回收黑色磁性颗粒，30℃真空干燥，即得到黑色Fe₃O₄粉末，密封备用；（2）C@Fe₃O₄的制备：将步骤（1）中制备的黑色Fe₃O₄粉末、葡萄糖、聚乙二醇－4000（PEG－4000）和蒸馏水按比例加入到反应釜中，超声1.5小时使溶液混合分散均匀，然后将反应釜密封，放置于烘箱中同时缓慢加热升温到160℃，恒温反应12个小时后，自然冷却，产物用磁铁收集，并分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤， 30℃下真空干燥，即得到C@Fe₃O₄；（3）CdS@C@Fe₃O₄复合光催化剂的制备：将C@Fe₃O₄与蒸馏水混合并在磁力加热搅拌器上搅拌至完全溶解，再将硫酸镉、硫脲和氨水按比例加入到上述反应液中溶解至均匀，打开磁力加热搅拌器，加热至60℃恒温反应3个小时，而后将悬浊液用磁铁收集，分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤，30℃真空干燥，得到黑色的CdS@C@Fe₃O₄；（4）改性CdS@C@Fe₃O₄复合光催化剂的制备：将上述CdS@C@Fe₃O₄复合光催化剂和PEG－4000加入到含有甲醇的小烧杯中，超声1小时，即制得改性的CdS@C@Fe₃O₄复合光催化剂；（5）磁性表面印迹CdS复合光催化剂的制备：将环丙沙星（CIP）和甲基丙烯酸（MAA）加入至含有蒸馏水的烧杯中，搅拌至溶解，再将三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TRIM），偶氮二异丁腈（AIBN）和改性CdS@C@Fe₃O₄复合光催化剂加入到上述溶液中，将该反应溶液转移到带转子的石英反应瓶中，在N₂氛围下放入紫外光反应器中，打开磁力搅拌，紫外光照射聚合反应后，将石英反应瓶取出，产物用磁铁收集，分别用无水乙醇和蒸馏水洗涤，以除去未反应完全的物质，然后再加入洗脱液，再次放入紫外反应器中，30℃紫外光照洗脱以除去模板分子，产物用分别无水乙醇和蒸馏水洗涤， 30℃真空干燥，即得到磁性表面印迹CdS复合光催化剂。