[发明专利]一种光催化材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种光催化材料及其制备方法和应用，该光催化材料的分子式为Co/NiFe₂O₄。其制备方法是先将硝酸镍和硝酸钴的混合溶液滴加到硝酸铁溶液中，混合搅拌，调节反应液pH，将反应液放入到聚四氟乙烯高压釜中密封反应，所得反应产物经去离子水和无水乙醇洗涤，去除产物中的杂质离子，将洗涤完后的沉淀样品进行干燥，得到光催化材料。本发明的光催化材料不仅具有高可见光响应，还可以回收再利用。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，具体涉及一种光催化材料及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，光催化剂由于其在环境治理和太阳能转换方面的应用潜力受到了广泛关注。在到达地面的太阳光中，可见光的比例占到太阳光的45%左右，因此可见光相应型的光催化材料的研究具有非常重要的意义。铁酸镍具有较窄的禁带宽度，约1.5eV，对可见光具有较好的相应效果。

铁酸镍为尖晶石结构，具有良好的磁性能，而磁性光催化剂的研发有利于对光催化剂的回收再利用。过渡元素具有丰富的能级和电子跃迁特性，易产生多电子组态，有着特殊的光学性质，在光催化剂改性和构造新型光催化剂体系方面有着良好的应用。在铁酸镍中掺杂适量过渡元素，在有效降低半导体光生电子空穴复合的基础上，提高载流子的利用率，优化铁酸镍的光催化活性，有着不错的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种光催化材料及其制备方法和应用，该光催化材料不仅具有高可见光响应，还可以回收再利用。

一种光催化材料，其分子式为Co/NiFe₂O₄。

进一步地，Co³⁺的掺杂量为0.5%-3.0%。

上述光催化材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按预定化学计量比分别称取硝酸铁、硝酸镍和硝酸钴，备用；

步骤2，将硝酸铁溶解在去离子水中，搅拌混合均匀；

步骤3，将硝酸镍和硝酸钴溶解在去离子水，得到混合溶液

步骤4，将混合溶液逐滴滴入硝酸铁溶液中，搅拌，使反应物充分接触；

步骤5，调节步骤4所得反应液pH，将反应液放入到聚四氟乙烯高压釜中密封，置于烘箱中反应；

步骤6，将高压釜自然冷却到室温，收集内部沉淀物；

步骤7，先用去离子水洗涤收集得到的沉淀物，再用无水乙醇洗涤，去除产物中的杂质离子；

步骤8，将洗涤完后的样品进行干燥，得到光催化材料。

进一步地，反应液的pH为7。

进一步地，步骤5中在烘箱中反应的条件为160℃-200℃、12h-48h。

进一步地，步骤8中干燥条件为60℃、5-6h。

上述光催化材料在可见光条件下催化降解有机污染物的应用。

本发明具有如下优点：

1、该材料为纳米结构，掺杂后的Co/NiFe₂O₄样品对可见光的利用率提高；

2、Co离子的掺杂量为1%，反应温度为180℃，反应时间为48h的Co/NiFe₂O₄样品的禁带宽度为1.7eV，该样品的降解率最高；

3、原料便宜，制备简单，在制备与使用时都非常环保。

附图说明