具有核壳结构的TiO₂/SiO₂/Fe₃O₄纳米颗粒及其制造方法

摘要

本发明涉及一种以Fe3O4为核心的纳米颗粒，具体为一种具有核壳结构的TiO2/SiO2/Fe3O4纳米颗粒及其制造方法。解决纳米TiO2颗粒催化剂在污水处理时自然光下催化效率低、难于同时满足控制回收和保持高催化活性等技术问题。步骤包括制备SiO2/Fe3O4溶液，配备钛溶胶，把制备好的SiO2/Fe3O4溶液和钛溶胶混合。本发明采用具有铁磁性微粒作为载体芯，制成具有核壳结构的TiO2/SiO2/Fe3O4粒子作为催化剂，该催化粒子具有很好的分散性和水溶性，能与污水中的有机污染物充分接触，既具备悬浮相光催化剂的高效性，同时超顺磁的磁核能实现对催化剂的磁控，从而有效回收。

主权项

一种具有核壳结构的TiO2/SiO2/Fe3O4纳米颗粒的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，(1)、FeCl3.6H2O和FeCl2.4H2O加入去离子水中搅拌溶解，然后加入氨水搅拌生成黑色沉淀，磁分离水洗，(2)、将步骤(1)得到的黑色沉淀用HNO3洗涤过滤，然后调整pH小于3，再向其中加入Na3[C3H5(COO)3]溶液搅拌1.5小时；最后用去离子水洗涤稀释到pH值为5.5‑6.5得到稳定分散的超顺磁Fe3O4悬浮液，(3)、将超顺磁Fe3O4悬浮液加入去离子水中超声震荡使之分散，然后将正硅酸四乙酯(TEOS)和乙醇加入到其中，再加入三乙胺做催化剂加快反应，再超声震荡，得到SiO2/Fe3O4悬浮液，(4)、将无水乙醇和HNO3混合均匀搅拌，同时加入钛酸丁酯，然后加入去离子水搅拌30分钟得到钛溶胶，(5)、将SiO2/Fe3O4悬浮液和钛溶胶以体积比1∶1‑3混合超声震荡得到具有核壳结构的TiO2/SiO2/Fe3O4纳米颗粒悬浮液，再用滤膜过滤掉未反应的试剂即可得到分散性良好的纯净的TiO2/SiO2/Fe3O4纳米颗粒的悬浮液。