[发明专利]纳米γ-三氧化二铁光催化剂的制备方法

说明书

纳米γ‑三氧化二铁光催化剂的制备方法，向乙醇溶液中加入FeCl₃·6H₂O超声分散后，再向其中加入无水乙酸钠磁力搅拌器得到溶液A；将抗坏血酸加入溶液A中搅拌使其完全溶解得到前驱体溶液B，将前驱体溶液B转移到带有聚四氟乙烯内衬的均相反应仪中待反应结束后离心洗涤，干燥、研磨成细小的粉末即得到纳米γ‑三氧化二铁光催化剂。本发明采用溶剂热法具有工艺简单、制备周期短和反应条件容易控制的特性，可利用不同的温度来控制反应的进程和形貌大小、物相的组成，在合适的温度下可得到不同的物相组成和特殊的结构形貌。避免了传统方法的反应难以进行和难控制、能耗高、产率低和工艺复杂等缺点。

技术领域

本发明涉及一种光催化剂的制备方法，特别涉及一种纳米γ-三氧化二铁光催化剂的制备方法。

背景技术

水污染和环境问题是现在当今各个国家面临的严重问题，大量化石燃料的燃烧对环境造成了不可估量的后果，地球上每年都要消耗不可再生能源同时产生大量的废气废液给环境造成严重的污染，因此人们为了改善这种情况急需开发新型清洁可持续能源来代替这些传统能源的消耗。以此来改善地球环境达到可持续发展的目的。在工业和经济日益发达的今天，能源短缺、环境污染等问题变得刻不容缓。因而开发具有可见光活性的光催化剂更具有现实意义。而纳米γ-三氧化二铁光催化剂的研究则能解决这些问题。(ⅰ)光催化反应过程中反应条件温和；(ⅱ)制备原料和工艺简单周期短；(ⅲ)本身对环境无污染，在降解过程中的稳定性能好。

纳米γ-三氧化二铁光催化剂，其禁带宽度在2.2eV左右,其能吸收太阳光中大部分可见光来进行光催化反应。目前，γ-三氧化二铁合成方法主要有：固相法[姜国华,姜继森。γ-Fe₂O₃纳米粒子的(湿)固相研磨法制备研究[J].高等学校化学学报,2004,25(3):405-408.]、溶胶-凝胶法[Ennas G,Musium A.Characterization of ironoxidenanoparticles in an Fe₂O₃-SiO₂composite prepared by a sol-gel method[J].Chem Mater,1998,(10):495-502.]、微乳液法[Chhabra V,Maitra A.Preparation ofacicularγ-Fe₂O₃particles from a microemulsion-reaction[J].Materials Letters,1996,26:21-26.]等。其中，固相法反应速度快，工艺简单，产物质量优异，但所需要的温度较高，能耗较大。而且使产物容易发生烧结或熔融。溶胶-凝胶法可以均匀将反应物混合，因为反应的组分在微米级，因此反应的容易进行，反应温度较低，但是目前使用的原料昂贵，其次形成溶胶-凝胶的时间较长，同时在干燥过程会溢出气体等有害机物。微乳液法可以制备单分散的纳米材料，制备材料的粒径可控，分布较窄，表面活性剂能改善纳米材料的界面性质等优点，但是其表面活性剂价格昂贵，效率低，对人和环境有一定的危害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备方法简单、成本低、制备周期短、工艺过程容易控制的纳米γ-三氧化二铁光催化剂的制备方法。所制备的γ-三氧化二铁材料纯度高、结晶性强、形貌均匀，光催化性能优异。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1)首先，将乙醇与水按5.5～6.5：1的体积比混合得到乙醇溶液，然后取30ml乙醇溶液向其中加入1.3500g～1.5000g的FeCl₃·6H₂O超声分散后，再向其中加入2.0000g的无水乙酸钠磁力搅拌得到溶液A；

2)其次，取60mg～80mg的抗坏血酸加入溶液A中搅拌使其完全溶解得到前驱体溶液B，将前驱体溶液B转移到带有聚四氟乙烯内衬的均相反应仪中，在160℃～200℃，反应18h～24h；