[发明专利]Fe

说明书

本发明属于光催化剂合成技术领域，特指Fe₂O₃/g‑C₃N₄复合体系及制备方法和应用，可用于可见光催化降解盐酸四环素污染物。准确称量P123和六亚甲基亚胺，溶解在无水乙醇和乙二醇的混合溶液中，搅拌得到溶液A。准确称量四水合二氯化铁，加入溶液A中超声溶解形成溶液B。在溶液B中加入介孔g‑C₃N₄形成悬浮液C。将悬浮液C进行超声分散、磁力搅拌得到浊液D。将浊液D转移到反应釜中，在烘箱中200℃下反应15h。待自然冷却至室温后，离心、洗涤、干燥，得到固体F。将固体F装进坩埚，放入马弗炉中进行煅烧，得到样品。

技术领域

本发明属于光催化剂合成技术领域，利用简单快速的溶剂热法一步合成介孔Fe₂O₃纳米球修饰g-C₃N₄的介孔“Z-Scheme”型Fe₂O₃/g-C₃N₄复合体系，可用于可见光催化降解盐酸四环素污染物。

背景技术

随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，开发利用清洁的可再生能源势在必行。太阳能是当前世界上最清洁、最现实、最有前景的可再生能源之一，适合大规模开发利用。而光催化技术具有节能、高效、环保等特点，是一种理想的利用清洁太阳能治理环境污染的新方法。然而，设计、制备具有高效光催化性能的光催化材料仍是科研工作者所要面临的巨大挑战。

近年来导电聚合类氮化碳材料因其具有良好的光学性能和表面吸附特性，成为修饰半导体材料的新对象而备受关注。石墨相氮化碳(Graphite phase carbon nitride，简称g-C₃N₄)是一种独特的非金属半导体光催化材料，其不但具有较窄的禁带宽度(2.7eV)能够响应可见光，而且还具有耐酸、碱、光腐蚀及环保等优点，是光催化降解有机污染物领域的研究热点之一。然而，g-C₃N₄仍然存在一些不足之处，如比表面积低、光生电子-空穴对复合率较高等，从而导致其光催化性能较低。研究发现利用g-C₃N₄优越的吸附性能以及与金属氧化物不同能级之间的协同效应，可有效实现电子－空穴对的高效分离，很大程度地提高光催化活性。

氧化铁无毒，廉价又丰富，且呈现出相对较窄的带隙，能够响应大范围的可见光。然而，单一的氧化铁由于光生载流子复合率高，光催化活性较低。因此，以Fe₂O₃为复合结构单元，与g-C₃N₄构建“Z-Scheme”型复合体系，通过Fe₂O₃在g-C₃N₄表面的纳米尺度的形态和结构调控改善复合方式，将会大大改善光催化性能，并用于去除水中的有机污染物，为构建新型复合可见光催化材料开辟新途径。