[发明专利]一种多孔纳米CoFe2

说明书

本发明属于光催化材料技术领域，具体的说是一种多孔纳米CoFe₂O₄纳米粒子的制备方法，该方法使用真空处理罐，该真空处理罐的罐体中部内壁设有感应线圈；感应线圈围绕支撑盘设置，石墨坩埚安装在支撑盘上；支撑盘底部中心铰接在电机输出轴端头；支撑盘一侧转动连接一储液槽，支撑盘另一侧铰接第一连杆上端，第一连杆下端通过支撑弹簧连接着第二连杆上端，第二连杆下端铰接在电机输出轴中部。本发明通过向制备的CoFe₂O₄溶胶内混入铝粉，通过高频加热，使得铝粉熔化，熔化后的铝粉对有机溶剂及化合物模板进行加热并使其挥发，克服了焙烧法除去化合物模板时，由于温度过高造成孔道的坍塌的问题，并且分离效率高，提高了多孔纳米CoFe₂O₄的制备效率。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，具体的说是一种多孔纳米CoFe₂O₄纳米粒子的制备方法。

背景技术

随着工业化进程的加快，能源危机和环境危机日益严重，可再生新能源的开发备受关注。太阳能作为一种清洁能源，是取之不尽、用之不竭、无污染、廉价、全球各国均能够自由和平利用的能源，也是各种可再生能源如生物质能、风能、海洋能、水能等其它能源之本。各国政府都十分重视可再生能源的开发，可再生能源是各国大力投资的热点研究领域。

光催化剂是一类开发利用太阳能必备的半导体材料。目前，已被科学家们研究的半导体光催化剂种类繁多，如TiO2、CdS、SrTiO3、RuO2、ZnO和Fe2O3等。CoFe₂O₄作为一类半导体光催化剂，具有稳定性好、难溶、环境友好、带隙窄、资源丰富和应用成本低等特点，尤其是与其它半导体复合时，可有效提高光催化活性，是应用前景看好的光催化剂之一。

CoFe₂O₄纳米化和多孔化是提高CoFe₂O₄光催化效率的有效方法之一。制备多孔纳米 CoFe₂O₄可采用模板法，模板主要有微乳液模板、乳液模板、离子型表面活性剂模板、非离子型表面活性剂模板、嵌段共聚物模板、组合物模板(聚氧乙烯十二烷基醚和聚乙二醇)和单分散聚合物颗粒模板。通过溶胶凝胶反应，CoFe₂O₄溶胶以次价键与模板作用形成骨架结构，然后采取溶剂萃取法或高温焙烧法除去模板，从而得到与模板尺寸相当的孔穴。但是，使用上述传统的模板制备多孔纳米CoFe₂O₄时，无论是采用焙烧法还是萃取法除去模板都存在严重缺陷。焙烧法除去模板时，由于要除尽模板的温度高，会造成孔道的坍塌，使制成的多孔纳米CoFe₂O₄半导体光催化剂表面缺陷太多，成为电子-空穴的复合中心，降低光催化效率。萃取法则难以彻底除尽模板，使得多孔纳米CoFe₂O₄半导体光催化剂的纯度降低，导致光催化性能下降。因此，如何制备孔道无坍塌、表面无缺陷、模板无残留和高比表面积的多孔纳米CoFe₂O₄半导体光催化剂是一个重要课题。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种多孔纳米CoFe₂O₄纳米粒子的制备方法，向CoFe₂O₄溶胶内混入铝粉，通过高频加热使得铝粉熔化，熔化后的铝粉对有机溶剂、化合物模板进行加热并使其挥发，克服了焙烧法除去模板时，由于要除尽模板的温度高，会造成孔道的坍塌的问题，并且分离效率高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种多孔纳米CoFe2O4纳米粒子的制备方法，该方法包括以下步骤：

S1：准备溴化铁3-6份、铝粉4-6份、硫酸钴4-7份、可升华的化合物模板2-3份、有机溶剂3-6份、氢氧化钾1-2份和去离子水2-3份；