[发明专利]一种磁致伸缩-压电复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种磁致伸缩‑压电复合材料及其制备方法。本发明所述磁致伸缩‑压电复合材料为核壳结构，所述核壳结构的核层为磁致伸缩材料，壳层为压电材料，所述复合材料的制备包括如下步骤：(1)通过溶胶法制备压电材料前驱体溶液；(2)通过水热法制备磁致伸缩材料；(3)将步骤(2)制备的磁致伸缩材料加入步骤(1)制备的压电材料前驱体溶液中，超声分散，干燥后，热退火处理，得到磁致伸缩‑压电复合材料。本发明制备的磁致伸缩‑压电复合材料稳定性好，便于回收利用，可进行多次重复使用，回收效率高。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种磁致伸缩-压电复合材料及其制备方法。

背景技术

随着工业化发展，有机污染物造成的环境污染问题己成为全世界所面临的难题，其中染料造成的水污染尤其严重，其具有生物毒性和致癌性，并且在水中具有很强的稳定性，严重危害到人体健康和环境。

目前，处理工业染料废水的主要方法是传统的生物技术、物理技术或化学技术。然而这些技术往往存在去除率低、运转费用高或易产生二次污染等缺点。新兴的光催化技术由于存在光吸收范围窄、转化效率不高、夜间不工作、光催化材料回收困难等问题，实际降解效率较低、成本高，难以得到实际应用。而压催化对不同的染料分子都有一定的降解效果，但是所需施加的振动频率较高，实际应用可能带来较高的额外成本。因此，寻找一种更为有效降解污水中有机污染物的方法迫在眉睫。

基于压电材料独特的压电效应，在外界激励下(如压力的变化)可以产生正负电荷输出，与染料废水中的物质发生电化学反应，从而产生强氧化性自由基，以此来降解大分子染料。中国专利201910759046.4公开了一种挠曲电催化降解含染料废水的方法，采用纳米SrTiO₃作为挠曲电催化剂，在黑暗且超声振动环境下降解含染料废水。

然而在我们的日常生活中，机械振动的提供往往会提高的成本，若仅仅依靠自然环境的变化便局限了压电材料的催化降解速率。因此为压电材料找到寻找一个可摆脱外界环境束缚，能够产生所需的应力变化并能够实现人为调控降解有机物过程是一个亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种磁致伸缩-压电复合材料及其制备方法。本发明利用磁-弹-电的多物理场耦合，实现磁场诱导的压电效应。本发明制备的磁致伸缩-压电复合材料稳定性好，且所制备的材料可由磁铁进行回收利用，粉末样品的损耗小，可进行多次重复使用，回收效率高。

本发明的技术方案如下：

一种磁致伸缩-压电复合材料，所述复合材料为核壳结构，所述核壳结构的核层为磁致伸缩材料，壳层为压电材料。

进一步地，所述磁致伸缩-压电复合材料中磁致伸缩材料与压电材料的摩尔比为1:2～2:1。

进一步地，所述磁致伸缩材料为铁合金、铁的氧化物、稀土金属合金中的一种或多种。

进一步地，所述铁合金包括铁-镓合金、铁-铝合金、铁-钴合金中的一种或多种；所述铁-镓合金为Fe₈₀Ga₂₀、Fe_72.5Ga_27.5中的一种或两种，所述铁-铝合金为Fe₈₅Al₁₅，所述铁-钴合金为Fe₅₀Co₅₀。

进一步地，所述铁的氧化物为Fe₃O₄、MnO-ZnO-Fe₂O₃、CoFe₂O₄、Co_0.8Fe_2.2O₄中的一种或多种。