[发明专利]磁性复合光催化剂及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种磁性复合光催化剂及其制备方法和应用，该磁性复合光催化剂以Fe₃O₄纳米颗粒为核，Fe₃O₄纳米颗粒表面包覆有SiO₂惰性层，SiO₂惰性层表面富集有Ag₃PO₄，Ag₃PO₄表面修饰有AgCl。其制备方法包括：制备Fe₃O₄‑SiO₂载体、制备Fe₃O₄‑SiO₂@Ag₃PO₄和制备Fe₃O₄‑SiO₂@Ag₃PO₄/AgCl。本发明的磁性复合光催化剂可应用于处理抗生素废水，具有可见光利用率高、回收利用方便、光催化性能稳定且对抗生素降解效率高的优点。

主权项

1.一种磁性复合光催化剂，其特征在于，所述磁性复合光催化剂以Fe3O4纳米颗粒为核，所述Fe3O4纳米颗粒表面包覆有SiO2惰性层，所述SiO2惰性层表面富集有Ag3PO4，所述Ag3PO4表面修饰有AgCl；所述磁性复合光催化剂的制备方法包括以下步骤：（1）将Fe3O4纳米颗粒分散到水中，加入聚乙二醇200和异丙醇，调节所得混合液的pH值在11以上，再加入正硅酸乙酯进行反应，得到Fe3O4-SiO2载体；（2）将Fe3O4-SiO2载体分散到水中，加入NaH2PO4溶液，振荡后，得到富集PO43-功能团的Fe3O4-SiO2载体的分散液；向AgNO3的乙二醇溶液中加入柠檬酸钠的乙二醇溶液，搅拌后，得到Ag-C6H8O6络合物溶液；将所述富集PO43-功能团的Fe3O4-SiO2载体的分散液加入到所述Ag-C6H8O6络合物溶液中，反应后，得到Fe3O4-SiO2@Ag3PO4；（3）将步骤（2）得到的Fe3O4-SiO2@Ag3PO4分散到水中，向Fe3O4-SiO2@Ag3PO4的分散液中加入NaCl溶液，反应后，得到Fe3O4-SiO2@Ag3PO4/AgCl；所述步骤（1）中，所述Fe3O4纳米颗粒与所述正硅酸乙酯的摩尔比为1∶3～5；所述水与所述异丙醇的体积比为1∶2～2.5；所述步骤（2）中，所述Fe3O4-SiO2载体的质量与所述NaH2PO4的摩尔量之比为0.5g～1g∶0.0025mol～0.0075mol；所述AgNO3与所述柠檬酸钠的摩尔比为2.5～3∶1；所述步骤（3）中，所述Fe3O4-SiO2@Ag3PO4的质量与所述NaCl的摩尔量之比为1g～1.2g∶0.0008mol～0.001mol；所述Fe3O4纳米颗粒主要通过溶剂热法制备得到：将FeCl3和NaAc溶于乙二醇中，所得混合溶液于180℃～200℃下反应24h～36h，冷却后，经分离、清洗和干燥，得到Fe3O4纳米颗粒。