[发明专利]一种可磁分离的太阳光催化剂及其制备方法

摘要

本发明涉及一种可磁分离的太阳光催化剂及其制备方法，本发明通过先制备γ‑Fe2O3前驱体，然后用混合水热法制备γ‑Fe2O3/g‑C3N4/Bi2WO6前驱体，然后通过超声剥离、离心分离得到二维超薄Aurivillius结构的γ‑Fe2O3/g‑C3N4/Bi2WO6。本发明具有以下优点和有益效果：1)二维超薄Aurivillius结构可以抑制光生电子‑空穴对的快速复合，提高光催化剂的活性和光催化反应的转换效率；2)利用g‑C3N4催化剂修饰Aurivillius结构，调控材料的表面电子，拓宽光催化剂光谱吸收范围，有效地利用太阳光实现全波段光催化；3)有效地利用磁分离技术筛选分离，光催化剂易于回收再利用，避免二次污染，对于促进自然太阳光光催化技术应用，缓解能源危机以及加强环境治理具有重要的意义。

主权项

1.一种可磁分离的太阳光催化剂，其特征在于，该光催化剂为二维超薄Aurivillius结构的γ‑Fe₂O₃/g‑C₃N₄/Bi₂WO₆复合材料，具体是按以下步骤合成：1) γ‑Fe₂O₃前驱体的制备将一定量的Fe(NO₃)₃•9H₂O和酒石酸溶于100 ml水中，搅拌1~5 h后放入100℃干燥箱中干燥至粉末，得到γ‑Fe₂O₃前驱体；2) γ‑Fe₂O₃/g‑C₃N₄的制备按一定的比例将步骤1)的得到γ‑Fe₂O₃前驱体与三聚氰胺研磨均匀，然后置于坩埚中，升温速率设定为1~4℃/min，在温度400~500 ℃下于马弗炉中煅烧4~8h，得到γ‑Fe₂O₃/g‑C₃N₄；3) γ‑Fe₂O₃/g‑C₃N₄/Bi₂WO₆前驱体的制备将一定量Na₂WO₄•2H₂O和Bi(NO₃)₃•5H₂O溶于比例为1:1~1:4的油胺和水混合液中，充分搅拌均匀，然后将一定量步骤2)得到的γ‑Fe₂O₃/g‑C₃N₄加入混合液中，搅拌混合3~8 h后将混合溶液移至具有0.01~0.1T磁场的聚四氟乙烯内衬反应釜中，在120~200℃下反应5~20h，冷却后得到γ‑Fe₂O₃/g‑C₃N₄/Bi₂WO₆前驱体；4) 二维超薄Aurivillius结构γ‑Fe₂O₃/g‑C₃N₄/Bi₂WO₆的制备将步骤3)得到的沉淀物和溶剂以30~80 kHz的频率超声剥离10~60 min；将超声剥离后的混合物以5000~10000 r·min^‑1的转速离心分离，用蒸馏水清洗后100~150℃烘干得到二维超薄Aurivillius结构γ‑Fe₂O₃/g‑C₃N₄/Bi₂WO₆。