核-壳结构的铒钆锑基复合磁性颗粒光催化剂、制备及应用

摘要

核-壳结构的铒钆锑基复合磁性颗粒光催化剂、制备及应用，光催化剂材料的结构式：Gd_3-xEr_xSbO₇(0.5≤x≤1)，粒径为0.04-0.32微米。采用γ-Fe₂O₃铁磁性颗粒核-Gd_3-xEr_xSbO₇(0.5≤x≤1)、SiO₂Gd_3-xEr_xSbO₇(0.5≤x≤1)、MnO-Gd_3-xEr_xSbO₇(0.5≤x≤1)；γ-Fe₂O₃、SiO₂和MnO的粒径为0.06-1微米，Gd_3-xEr_xSbO₇(0.5≤x≤1)包裹核后粒径为0.09-1.30微米。上述材料分别负载Pt、NiO或RuO₂辅助催化剂；辅助催化剂添加质量比20-30%，光源为氙灯或高压汞灯，在密闭的由多个阀门控制的玻璃管路内部照明反应器内进行分解水制取氢气或降解废水。

主权项

核‑壳结构的催化材料磁性颗粒的制备方法，其特征是核‑壳结构的催化材料磁性颗粒是核‑Gd_3‑xEr_xSbO₇，包括γ‑Fe₂O₃铁磁性颗粒核‑Gd_3‑xEr_xSbO₇光催化剂壳，0.5≤x≤1、SiO₂顺磁性颗粒核‑Gd_3‑xEr_xSbO₇光催化剂壳，0.5≤x≤1、MnO反铁磁性颗粒核‑Gd_3‑xEr_xSbO₇光催化剂壳，0.5≤x≤1；γ‑Fe₂O₃、SiO₂和MnO的粒径为0.06‑1微米，Gd_3‑xEr_xSbO₇包裹核后粒径为0.09‑1.30微米； 核‑Gd_3‑xEr_xSbO₇的制备方法：采用静电相互作用的方法制备核壳结构复合微球的催化材料磁性颗粒：借助荷正电乙烯‑丙烯酸橡胶AEM修饰的Gd_3‑xEr_xSbO₇与荷负电的铁磁性颗粒γ‑Fe₂O₃、顺磁性颗粒SiO₂或反铁磁性颗粒MnO相互作用； 采用微米级的粉末光催化材料Gd_3‑xEr_xSbO₇，AEM，纳米铁磁性颗粒γ‑Fe₂O₃、顺磁性颗粒SiO₂或反铁磁性颗粒MnO；将粉末光催化材料Gd_3‑xEr_xSbO₇质量2‑5倍的纳米γ‑Fe₂O₃、SiO₂或MnO分别置于500‑1000份质量的水中搅拌，加入稀氨水1‑8份，使纳米γ‑Fe₂O₃、SiO₂或MnO荷负电，备用；取0.1g粉末光催化材料Gd_3‑xEr_xSbO₇，用AEM浓度2‑9％w/w的乙醇溶液浸渍搅拌，使Gd_3‑xEr_xSbO₇荷正电，再用上述配置的纳米γ‑Fe₂O₃、SiO₂或MnO氨水混合溶液混和搅拌溶胀，使带负电荷的纳米γ‑Fe₂O₃、SiO₂或MnO通过静电作用与荷正电的AEM修饰的Gd_3‑xEr_xSbO₇在Gd_3‑xEr_xSbO₇表面形成壳结构，壳的厚度根据加入的纳米γ‑Fe₂O₃、SiO₂或MnO的量来决定，然后再依次用无水乙醇、去离子水反复洗涤，除去多余的AEM乙醇溶液和氨水溶液，室温晾干，即得具有核‑壳结构的催化材料磁性颗粒核‑Gd_3‑xEr_xSbO₇。