一种基于碳质材料的磁性复合光催化剂的制备方法

摘要

本发明是一种基于碳质材料的磁性复合光催化剂的制备方法，属环境材料制备技术领域。将多壁碳纳米管预处理得酸化的多壁碳纳米管；将活化的MWCNTs与乙二醇进行超声，再加九水硝酸铁超声，最后加醋酸钠、聚乙二醇（1500）和聚乙烯吡咯烷酮超声，得Fe₃O₄/MWCNTs。将无水乙醇和钛酸四正丁酯密封搅拌，乙醇、蒸馏水和浓盐酸混合溶液逐滴加入，继续密封搅拌；敞开搅拌至溶胶状，加入Fe₃O₄/MWCNTs匀速搅拌至凝胶状，陈化煅烧后得TiO₂/Fe₃O₄/MWCNTs复合光催化剂。优点：光催化剂体系的可循环过程可有效提高光生电子和空穴对分离效率；磁性光催化剂有助于提高催化剂的回收率，能较好的处理硫醇类废水。

主权项

一种基于碳质材料的磁性复合光催化剂的制备方法，按照下述步骤进行：（1）Fe₃O₄/MWCNTs的制备：将多壁碳纳米管用体积比为1：3的浓硝酸和浓硫酸混合溶液在60 ℃搅拌6 h，洗涤并在50‑70 ℃真空干燥一夜，如此酸化处理即得到活化的MWCNTs；将活化的MWCNTs与一定体积的乙二醇加入反应釜中超声20 min，再加九水硝酸铁超声溶解20 min，最后加入醋酸钠，一定量的聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮超声20 min，200 ℃水热合成12 h，分别用水和乙醇洗涤，50‑70 ℃真空干燥一夜，即得到Fe₃O₄/MWCNTs；（2）TiO₂/Fe₃O₄/MWCNTs复合光催化剂的制备：将无水乙醇和钛酸四正丁酯按体积比18:5加入到三口烧瓶中，40 ℃密封搅拌15 min；将体积比为180:15:1的乙醇、蒸馏水和浓盐酸的混合溶液，逐滴加入到上述溶液中，混合溶液和上述钛酸四正丁酯的体积比为196:5，继续密封搅拌10 min；非密封搅拌至溶胶状，将上述步骤（1）中制得的一定量的Fe₃O₄/MWCNTs浸入上述TiO₂溶胶中，Fe₃O₄/MWCNTs和TiO₂溶胶质量比为1:70，匀速搅拌至凝胶状，在室温下陈化2‑4 h；在氮气氛围中，500 ℃煅烧干凝胶4 h，自然冷却至室温，即得到TiO₂/Fe₃O₄/MWCNTs复合光催化剂；步骤（1）中所述的加入的九水硝酸铁的量为：九水硝酸铁与MWCNTs质量比为40:1；加入的醋酸钠的量为：醋酸钠与九水硝酸铁质量比为6:5。