專利名稱：多層包膜的可磁分離的光催化劑及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域是光催化劑，特別是屬于多層包膜的可磁分離的光催化劑及其制法。
眾所周知，隨著工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境污染問題已十分嚴(yán)重。在我國，近1/2的河流受到污染，1.64億人飲用有機(jī)污染嚴(yán)重的水。其中難分解有毒有機(jī)污染物的比例也在急劇增加，許多有毒有機(jī)污染物無法用現(xiàn)有的微生物技術(shù)加以處理，或是無法徹底清除。
近年來，納米半導(dǎo)體光催化技術(shù)取得了很大的進(jìn)展，許多納米半導(dǎo)體材料，如二氧化鈦(TiO2)、二氧化錫(SnO2)、氧化鋅(ZnO)、硫化鎘(CdS)、三氧化鎢(WO3)等都被發(fā)現(xiàn)能夠有效地降解此類難分解有毒有機(jī)污染物，此類文獻(xiàn)有《膠體與表面》雜志，1992,67,165-182上發(fā)表的文章“二氧化鈦半導(dǎo)體催化的表面活性劑的光降解”(H.Hidaka,J.Zhao,Photodegradation of surfactants catalyzed by a TiO2semiconductor,Colloids and Surfaces)、《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》雜志，1991,25,1523-1529上發(fā)表的文章“水污染物的處理”(D.F.Ollis,E.Pellizzetti,N.Serpone,Destruction of Water Contaminants,Environ.Sci.Technol.)、《化學(xué)綜述》雜志，1995,95,69-96上發(fā)表的文章“半導(dǎo)體光催化的環(huán)境應(yīng)用”(M.R.Hoffmann,S.T.Martin,W.Choi,D.W.Bahnemann,Environmental Application of SemiconductorPhotocatalysis,Chem.Rev.)。但目前文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)中廣泛采用的半導(dǎo)體納米粒子分散體系存在一個(gè)很大的問題亟待解決如何將納米粒子光催化劑從反應(yīng)后的溶液中分離出來并重復(fù)使用。由于半導(dǎo)體納米光催化劑粒子很小(通常為幾到幾十個(gè)納米)，使用離心分離或超過濾等分離技術(shù)將極大地增加設(shè)備投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。一些研究人員采取了將半導(dǎo)體納米光催化劑負(fù)載在玻璃片表面的方法，此類文獻(xiàn)有《物理化學(xué)雜志》，1995,99,8244-8248上發(fā)表的文章“表面活性劑在TiO2/TCO膜電極上的光電化學(xué)分解”(H.Hidaka,Y.Asai,J.Zhao,K.Nohara,E.Pelizzetti,N.Serpone,Photoelectrochemical Decomposition of Surfactants on a TiO2/TCO ParticulateFilm Electrode Assembly,J.Phys.Chem..)或?qū)雽?dǎo)體納米光催化劑負(fù)載在玻璃纖維布表面的方法，此類文獻(xiàn)有《水及空氣的光催化凈化與處理》，1993,pp783-788上發(fā)表的文章“氯仿在涂有二氧化鈦玻璃纖維布表面的光催化降解”(M.Murabayashi,K.ltoh,K.Kawashima,R.Masuda,S.Suzuki,Photocatalytic degradation ofchloroform with TiO2coated glass fiber cloth,in“Photocatalytic Purification andTreatment of water and air”Ed.D.F.Ollis and H.Al-Ekabi；Elsevier)。這些方法雖然避免了納米半導(dǎo)體光催化劑的分離難題，但也大大降低了反應(yīng)物與半導(dǎo)體納米光催化劑顆粒表面的有效接觸面積，影響了光催化反應(yīng)的效率。
為了克服以往半導(dǎo)體納米光催化劑的缺點(diǎn)，使之既能有效地與液相分離，又能保持半導(dǎo)體納米光催化劑在溶液中的高分散性能，提供一種易分離的半導(dǎo)體納米光催化劑勢在必行。我們已經(jīng)開發(fā)的一種將半導(dǎo)體納米材料負(fù)載在磁性載體上的可磁分離的光催化劑及制法(專利申請(qǐng)?zhí)?8101176.4)，雖說在一定程度上解決了半導(dǎo)體納米光催化劑的缺陷，但由于受磁性載體的影響，半導(dǎo)體納米光催化劑的活性有一定的降低，對(duì)提高光催化反應(yīng)的效率有一定的影響。
本發(fā)明的目的是提供一種高活性的多層包膜的可磁分離的光催化劑，利用電化學(xué)及光化學(xué)惰性的氧化物包膜將磁性載體與半導(dǎo)體納米粒子隔開，避免兩者之間的直接接觸，抑制磁性載體對(duì)半導(dǎo)體納米粒子光催化活性的不利影響，從而極大地提高光催化劑的活性。
本發(fā)明的多層包膜的可磁分離的光催化劑，包括具有鐵磁性的磁性載體、惰性氧化物包膜及具有光催化活性的半導(dǎo)體納米粒子，其特征在于在磁性載體外包有具有電化學(xué)惰性和光化學(xué)惰性的氧化物包膜，其中磁性載體與惰性氧化物包膜又構(gòu)成包膜磁性核，磁性載體與惰性氧化物包膜的重量比為1∶1～10∶1，兩者構(gòu)成的包膜磁性核與半導(dǎo)體納米粒子膜的重量比為3∶1～1∶4。
其中磁性載體為具有鐵磁性的物質(zhì)，如四氧化三鐵、γ-三氧化二鐵、二氧化鉻、鈷改性γ-三氧化二鐵、鋇鐵氧體等，其顆粒直徑在5個(gè)納米到10個(gè)微米之間；惰性氧化物為具有光化學(xué)與電化學(xué)惰性的物質(zhì)，如二氧化硅、氧化鋁等；半導(dǎo)體納米粒子為具有光催化活性的物質(zhì)，如二氧化鈦(TiO2)、二氧化錫(SnO2)、氧化鋅(ZnO)、硫化鎘(CdS)、三氧化鎢(WO3)等；其顆粒直徑在1個(gè)納米到1個(gè)微米之間。
本發(fā)明的多層包膜的可磁分離的光催化劑的制備按下述步驟進(jìn)行1)包膜磁性核的制備a、二氧化硅包膜磁性核的制備用強(qiáng)酸型離子交換樹脂將10～100克/升的硅酸鹽水溶液的pH值調(diào)節(jié)至pH=10.8～11.5，備用。將磁性載體用機(jī)械攪拌分散到水中制成磁性載體渾濁液，用堿調(diào)節(jié)其pH=10.8～11.5；其中磁性載體的顆粒直徑在5個(gè)納米到10個(gè)微米之間。在超聲波作用下向磁性載體渾濁液中緩慢滴加體積為磁性載體渾濁液體積的10％～100％的備用硅酸鹽溶液；滴完后，用酸調(diào)節(jié)其pH值為10～10.5，撤去超聲波，繼續(xù)攪拌過夜；最后沉淀分離，干燥后在500～700℃下焙燒10分鐘～4小時(shí)得到包膜磁性核。
b、三氧化二鋁包膜磁性核制備配制10～100克/升的偏鋁酸鹽溶液，將磁性載體用機(jī)械攪拌分散到偏鋁酸鹽溶液中制成磁性載體渾濁液，其中磁性載體的顆粒直徑在5個(gè)納米到10個(gè)微米之間。在超聲波作用下，用酸調(diào)節(jié)磁性載體渾濁液的pH值至7.5～9.0，撤去超聲波，繼續(xù)攪拌過夜；最后沉淀分離，干燥后在500～700℃下焙燒10分鐘～4小時(shí)得到包膜磁性核。
其中所述的磁性載體為四氧化三鐵、γ-三氧化二鐵、二氧化鉻、鈷改性γ-三氧化二鐵、鋇鐵氧體，可使用實(shí)驗(yàn)室制品，其制法參見《膠體與界面科學(xué)期刊》，”從氫氧化亞鐵溶膠晶化制備均一的球形磁鐵礦粒子”，1980,74,227,(T.Sugimoto,E.Matijevic,Formation of Uniform Spherical Magnetite Particle byCrystallization from Ferroous Hydroxide Gels,J.Colloid Inyerface Sci.)、《膠體與界面科學(xué)進(jìn)展》,”單分散的膠體顆粒的制備”，1987,28,65(T.Sugimoto,Preparation of monodispersed Colloid Paricles,Advances in Colloid and SurfaceScience)或市售磁性材料，如上海氧化鐵顏料廠的氧化鐵紅；所述的強(qiáng)酸型離子交換樹脂可為市售的732型離子交換樹脂等；所述的硅酸鹽為硅酸鈉、硅酸鉀等。所述的偏鋁酸鹽為偏鋁酸鈉、偏鋁酸鉀等。
2)半導(dǎo)體納米粒子與包膜磁性核的復(fù)合固體粒子混合法將包膜磁性核與半導(dǎo)體納米粒子粉末按重量比3∶1～1∶4混合，半導(dǎo)體納米粒子的顆粒直徑在1個(gè)納米到1個(gè)微米之間，研磨后加少量水調(diào)成糊狀，并用超聲波將兩者進(jìn)一步粉碎分散均勻，干燥后便制得多層包膜的可磁分離的光催化劑原粉。這種原粉在400℃-700℃下焙燒0.5～3小時(shí)，冷卻后便制得多層包膜的可磁分離的光催化劑。
其中所述的半導(dǎo)體納米粒子為二氧化鈦(TiO2)、二氧化錫(SnO2)、氧化鋅(ZnO)、硫化鎘(CdS)、三氧化鎢(WO3)，可使用市售半導(dǎo)體納米粒子，如Deggusa Co．的P25型TiO2、中國核工業(yè)總公司四零四廠的鈦白粉、以及二氧化錫、氧化鋅、硫化鎘、三氧化鎢等；也可實(shí)驗(yàn)室制備，具體制法參見專利申請(qǐng)98101176.4。
本發(fā)明的多層包膜的可磁分離的光催化劑的用途本發(fā)明的多層包膜的可磁分離的光催化劑除可用于廢水、地表水及飲用水中有機(jī)污染物、重金屬離子等的光催化處理外，還可用于光催化合成、光催化固氮等光催化反應(yīng)。
本發(fā)明的多層包膜的可磁分離的光催化劑在攪拌或?qū)肟諝鈼l件下可均勻地分散在反應(yīng)體系中，由于惰性氧化物膜的作用，有效地避免了磁性核對(duì)半導(dǎo)體納米粒子光催化活性的不利影響，多層包膜的可磁分離的光催化劑既可利用外加磁場很容易地將光催化劑從反應(yīng)后的溶液中分離出來，又保持了半導(dǎo)體納米光催化劑分散體系的高光催化活性，將光催化反應(yīng)進(jìn)一步推向?qū)嵱没?br> 以下結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明的效果


圖1、熒光素染料(2×10-5M)在紫外光照射下的光催化降解反應(yīng)結(jié)果曲線1-1克/升γ-三氧化二鐵(上海氧化鐵顏料廠)，曲線2-無光催化劑，曲線3-2克/升對(duì)照樣品1(由實(shí)施對(duì)照例1中制備)。
曲線4-2克/升樣品1(由實(shí)施例1中制備)。
圖2、熒光素染料(2×10-5M)在紫外光照射下的光催化降解反應(yīng)結(jié)果曲線1-1克/升γ-三氧化二鐵(上海氧化鐵顏料廠)，曲線2-無光催化劑，曲線3-3克/升對(duì)照樣品2(由實(shí)施對(duì)照例2中制備)。
曲線4-3克/升樣品2(由實(shí)施例2中制備)。
圖3、酸性紅G染料(5×10-5M)在紫外光照射下的光催化降解反應(yīng)結(jié)果曲線1-1克/升γ-三氧化二鐵(上海氧化鐵顏料廠)，曲線2-無光催化劑，曲線3-2克/升對(duì)照樣品1(由實(shí)施對(duì)照例1中制備)。
曲線4-2克/升樣品1(由實(shí)施例1中制備)。
圖4、酸性紅G染料(5×10-5M)在紫外光照射下的光催化降解反應(yīng)結(jié)果曲線1-1克/升γ-三氧化二鐵(上海氧化鐵顏料廠)，
曲線2-無光催化劑，曲線3-3克/升對(duì)照樣品2(由實(shí)施對(duì)照例2中制備)。
曲線4-3克/升樣品2(由實(shí)施例2中制備)。
圖1中曲線1和曲線2分別為空白實(shí)驗(yàn)，空白實(shí)驗(yàn)中幾乎未發(fā)生光降解反應(yīng)。在2克/升樣品1存在下，用紫外光照射，45分鐘內(nèi)，全部熒光素被降解(圖1.曲線4)；而在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，2克/升對(duì)照樣品1存在下，用紫外光照射，熒光素在75分鐘時(shí)仍有16％沒有被降解。反應(yīng)后在外加磁場作用下，多層包膜的可磁分離光催化劑樣品1很容易被從溶液中分離出來。
圖2中曲線1和曲線2分別為空白實(shí)驗(yàn)，空白實(shí)驗(yàn)中幾乎未發(fā)生光降解反應(yīng)。在3克/升樣品2存在下，用紫外光照射，75分鐘內(nèi)，全部熒光素被降解(圖2.曲線4)；而在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，3克/升對(duì)照樣品2存在下，用紫外光照射，熒光素在75分鐘時(shí)仍有28％沒有被降解。反應(yīng)后在外加磁場作用下，多層包膜的可磁分離光催化劑樣品2很容易被從溶液中分離出來。
圖3中曲線1和曲線2分別為空白實(shí)驗(yàn)，空白實(shí)驗(yàn)中幾乎未發(fā)生光降解反應(yīng)。在2克/升樣品1存在下，用紫外光照射，75分鐘內(nèi)，全部酸性紅G被降解(圖3.曲線4)；而在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，2克/升對(duì)照樣品1存在下，用紫外光照射，酸性紅G在75分鐘時(shí)仍有36％沒有被降解。反應(yīng)后在外加磁場作用下，多層包膜的可磁分離光催化劑樣品1很容易被從溶液中分離出來。
圖4中曲線1和曲線2分別為空白實(shí)驗(yàn)，空白實(shí)驗(yàn)中幾乎未發(fā)生光降解反應(yīng)。在3克/升樣品2存在下，用紫外光照射，90分鐘內(nèi)，全部酸性紅G被降解(圖4.曲線4)；而在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，3克/升對(duì)照樣品2存在下，用紫外光照射，酸性紅G在90分鐘時(shí)仍有35％沒有被降解。反應(yīng)后在外加磁場作用下，多層包膜的可磁分離光催化劑樣品2很容易被從溶液中分離出來。
實(shí)施例實(shí)施例1用732型強(qiáng)酸型離子交換樹脂將30克/升的硅酸鈉水溶液的pH值調(diào)節(jié)至pH=11.0，備用。將5克γ-三氧化二鐵(上海氧化鐵顏料廠)用機(jī)械攪拌分散到1升水中制成磁性載體渾濁液，調(diào)節(jié)其pH=11.0。在超聲波作用下向磁性載體渾濁液中緩慢滴加0.5升備用的硅酸鈉溶液；滴完后，用0.5摩爾/升的鹽酸溶液調(diào)節(jié)其pH值為10.0，撤去超聲波，繼續(xù)攪拌過夜；最后沉淀分離，干燥后在600℃下焙燒1小時(shí)得到包膜磁性核。
稱取2.0克包膜磁性核，將包膜磁性核與P25型二氧化鈦粉末按重量比1∶1混合，研磨后加少量水調(diào)成糊狀，并用超聲波將兩者進(jìn)一步粉碎分散均勻，干燥后便制得多層包膜的可磁分離的光催化劑原粉。這種原粉在500℃下焙燒1小時(shí)，冷卻后便制得多層包膜的可磁分離的光催化劑(樣品1)。
實(shí)施例2用732型強(qiáng)酸型離子交換樹脂將30克/升的硅酸鈉水溶液的pH值調(diào)節(jié)至pH=11.0，備用。將5克γ-三氧化二鐵(上海氧化鐵顏料廠)用機(jī)械攪拌分散到1升水中制成磁性載體渾濁液，調(diào)節(jié)其pH=11.0。在超聲波作用下向磁性載體渾濁液中緩慢滴加0.5升備用的硅酸鈉溶液；滴完后，用0.5摩爾/升的鹽酸溶液調(diào)節(jié)其pH值為10.0，撤去超聲波，繼續(xù)攪拌過夜；最后沉淀分離，干燥后在600℃下焙燒1小時(shí)得到包膜磁性核。
稱取2.0克包膜磁性核，將包膜磁性核與P25型二氧化鈦粉未按重量比2∶1混合，研磨后加少量水調(diào)成糊狀，并用超聲波將兩者進(jìn)一步粉碎分散均勻，干燥后便制得多層包膜的可磁分離的光催化劑原粉。這種原粉在500℃下焙燒1小時(shí)，冷卻后便制得多層包膜的可磁分離的光催化劑(樣品2)。
實(shí)施例3用732型強(qiáng)酸型離子交換樹脂將20克/升的硅酸鈉水溶液的pH值調(diào)節(jié)至pH=11.5，備用。將4克γ-三氧化二鐵(上海氧化鐵顏料廠)用機(jī)械攪拌分散到1升水中制成磁性載體渾濁液，調(diào)節(jié)其pH=11.5。在超聲波作用下向磁性載體渾濁液中緩慢滴加0.3升備用的硅酸鈉溶液；滴完后，用0.5摩爾/升的鹽酸溶液調(diào)節(jié)其pH值為10.30，撤去超聲波，繼續(xù)攪拌過夜；最后沉淀分離，干燥后在600℃下焙燒30分鐘得到包膜磁性核。
稱取2.0克包膜磁性核，將包膜磁性核與P25型二氧化鈦粉未按重量比1∶1混合，研磨后加少量水調(diào)成糊狀，并用超聲波將兩者進(jìn)一步粉碎分散均勻，干燥后便制得多層包膜的可磁分離的光催化劑原粉。這種原粉在500℃下焙燒1小時(shí)，冷卻后便制得多層包膜的可磁分離的光催化劑(樣品3)。
實(shí)施例4用732型強(qiáng)酸型離子交換樹脂將50克/升的硅酸鈉水溶液的pH值調(diào)節(jié)至pH=11.5，備用。將5克γ-三氧化二鐵(上海氧化鐵顏料廠)用機(jī)械攪拌分散到1升水中制成磁性載體渾濁液，調(diào)節(jié)其pH=11.5。在超聲波作用下向磁性載體渾濁液中緩慢滴加0.2升備用的硅酸鈉溶液；滴完后，用0.5摩爾/升的鹽酸溶液調(diào)節(jié)其pH值為10.30，撤去超聲波，繼續(xù)攪拌過夜；最后沉淀分離，干燥后在600℃下焙燒30分鐘得到包膜磁性核。
稱取2.0克包膜磁性核，將包膜磁性核與P25型二氧化鈦粉末按重量比3∶1混合，研磨后加少量水調(diào)成糊狀，并用超聲波將兩者進(jìn)一步粉碎分散均勻，干燥后便制得多層包膜的可磁分離的光催化劑原粉。這種原粉在600℃下焙燒1小時(shí)，冷卻后便制得多層包膜的可磁分離的光催化劑(樣品4)。
實(shí)施例5用732型強(qiáng)酸型離子交換樹脂將10克/升的硅酸鈉水溶液的pH值調(diào)節(jié)至pH=11.0，備用。將4克γ-三氧化二鐵(上海氧化鐵顏料廠)用機(jī)械攪拌分散到1升水中制成磁性載體渾濁液，調(diào)節(jié)其pH=11.0。在超聲波作用下向磁性載體渾濁液中緩慢滴加0.8升備用的硅酸鈉溶液；滴完后，用0.5摩爾/升的鹽酸溶液調(diào)節(jié)其pH值為10.30，撤去超聲波，繼續(xù)攪拌過夜；最后沉淀分離，干燥后在500℃下焙燒2小時(shí)得到包膜磁性核。
稱取2.0克包膜磁性核，將包膜磁性核與P25型二氧化鈦粉末按重量比1∶4混合，研磨后加少量水調(diào)成糊狀，并用超聲波將兩者進(jìn)一步粉碎分散均勻，干燥后便制得多層包膜的可磁分離的光催化劑原粉。這種原粉在600℃下焙燒1小時(shí)，冷卻后便制得多層包膜的可磁分離的光催化劑(樣品5)。
實(shí)施例6配制20克/升的偏鋁酸鈉溶液，將4克γ-三氧化二鐵(上海氧化鐵顏料廠)用機(jī)械攪拌分散到偏鋁酸鈉溶液中制成磁性載體渾濁液，在超聲波作用下用1摩爾/升的硝酸溶液調(diào)節(jié)磁性載體渾濁液pH值至8.5，撤去超聲波，繼續(xù)攪拌過夜；最后沉淀分離，干燥后在600℃T焙燒30分鐘得到包膜磁性核。
稱取2.0克包膜磁性核，將包膜磁性核與P25型二氧化鈦粉末按重量比1∶2混合，研磨后加少量水調(diào)成糊狀，并用超聲波將兩者進(jìn)一步粉碎分散均勻，干燥后便制得多層包膜的可磁分離的光催化劑原粉。這種原粉在600℃下焙燒0.5小時(shí)，冷卻后便制得多層包膜的可磁分離的光催化劑(樣品5)。
實(shí)施對(duì)照例1取2.0克市售γ-三氧化二鐵(上海氧化鐵顏料廠)與2.0克P25型二氧化鈦粉末混合，研磨，然后加少量水調(diào)成糊狀，用超聲波將兩者進(jìn)一步粉碎分散均勻。干燥后得到的混合物在空氣氣氛中焙燒至500℃，保溫60分鐘，冷卻后制得可磁分離的光催化劑(對(duì)照樣品1)。
實(shí)施對(duì)照例2取4.0克市售γ-三氧化二鐵(上海氧化鐵顏料廠)與2.0克P25型二氧化鈦粉末混合，研磨，然后加少量水調(diào)成糊狀，用超聲波將兩者進(jìn)一步粉碎分散均勻。干燥后得到的混合物在空氣氣氛中焙燒至500℃，保溫60分鐘，冷卻后制得可磁分離的光催化劑(對(duì)照樣品2)。
權(quán)利要求
1.一種多層包膜的可磁分離的光催化劑，包括具有鐵磁性的磁性載體和具有光催化活性的半導(dǎo)體納米粒子，其特征在于在磁性載體外包有具有電化學(xué)惰性和光化學(xué)惰性的氧化物包膜，其中磁性載體與惰性氧化物包膜又構(gòu)成包膜磁性核，磁性載體與惰性氧化物包膜的重量比為1∶1～10∶1，兩者構(gòu)成的包膜磁性核與半導(dǎo)體納米粒子膜的重量比為3∶1～1∶4。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多層包膜的可磁分離的光催化劑，其特征在于所述的半導(dǎo)體納米粒子的粒徑在1個(gè)納米到1個(gè)微米之間，磁性載體的粒徑在5個(gè)納米到10個(gè)微米之間。
3.如權(quán)利要求1所述的一種多層包膜的可磁分離的光催化劑，其特征在于所述的半導(dǎo)體納米粒子為二氧化鈦、二氧化錫、氧化鋅、硫化鎘或三氧化鎢。
4.如權(quán)利要求1所述的一種多層包膜的可磁分離的光催化劑，其特征在于所述的磁性載體為四氧化三鐵、γ-三氧化二鐵、二氧化鉻、鈷改性γ-三氧化二鐵、鋇鐵氧體。
5.如權(quán)利要求1所述的一種多層包膜的可磁分離的光催化劑，其特征在于所述的具有電化學(xué)惰性和光化學(xué)惰性的物質(zhì)為二氧化硅或三氧化二鋁。
6.一種多層包膜的可磁分離的光催化劑的制法，其特征在于制備方法如下1)包膜磁性核的制備a、二氧化硅包膜磁性核的制備用強(qiáng)酸型離子交換樹脂將10～100克/升的硅酸鹽水溶液的pH值調(diào)節(jié)至pH=10.8～11.5，備用；將磁性載體攪拌分散到水中制成磁性載體渾濁液，調(diào)節(jié)其pH=10.8～11.5；在超聲波作用下向磁性載體渾濁液中緩慢滴加體積為磁性載體渾濁液體積的10％～100％的備用硅酸鹽溶液；滴完后，調(diào)節(jié)其pH值為10～10.5，撤去超聲波，繼續(xù)攪拌過夜；最后沉淀分離，十燥后在500～700℃下焙燒10分鐘～4小時(shí)得到包膜磁性核；或b、三氧化二鋁包膜磁性核制備配制10～100克/升的偏鋁酸鹽溶液，將磁性載體攪拌分散到偏鋁酸鹽溶液中制成磁性載體渾濁液，在超聲波作用下，調(diào)節(jié)磁性載體渾濁液的pH值至7.5～9.0，撤去超聲波，繼續(xù)攪拌過夜；最后沉淀分離，干燥后在500～700℃下焙燒10分鐘～4小時(shí)得到包膜磁性核；2)半導(dǎo)體納米粒子與包膜磁性核的復(fù)合將包膜磁性核與半導(dǎo)體納米粒子粉末按重量比3∶1～1∶4混合，研磨后加少量水調(diào)成糊狀，并用超聲波將兩者進(jìn)一步粉碎分散均勻，干燥后便制得多層包膜的可磁分離的光催化劑原粉；這種原粉在400℃-700℃焙燒0.5～3小時(shí)，冷卻后便制得多層包膜的可磁分離的光催化劑。
7.如權(quán)利要求6所述的一種多層包膜的可磁分離的光催化劑的制法，其特征在于所述的半導(dǎo)體納米粒子為二氧化鈦、二氧化錫、氧化鋅、硫化鎘或三氧化鎢。
8.如權(quán)利要求6所述的一種多層包膜的可磁分離的光催化劑的制法，其特征在于所述的磁性載體為四氧化三鐵、γ-三氧化二鐵、二氧化鉻、鈷改性γ-三氧化二鐵或鋇鐵氧體。
9.如權(quán)利要求6所述的一種多層包膜的可磁分離的光催化劑的制法，其特征在于所述的硅酸鹽為硅酸鈉或硅酸鉀；所述的偏鋁酸鹽為偏鋁酸鈉或偏鋁酸鉀。
10.如權(quán)利要求6所述的一種多層包膜的可磁分離的光催化劑的制法，其特征在于所述的磁性載體的顆粒直徑在5個(gè)納米到10個(gè)微米之間；半導(dǎo)體納米粒子的顆粒直徑在1個(gè)納米到1個(gè)微米之間。
全文摘要
本發(fā)明特別涉及多層包膜的可磁分離的光催化劑及其制法。其由包膜磁性核與半導(dǎo)體納米粒子膜組成,重量比為3∶1～1∶4;包膜磁性核由磁性載體與惰性氧化物包膜組成,重量比為1∶1～10∶1,其中磁性載體為具有鐵磁性的物質(zhì),半導(dǎo)體納米粒子為具有光催化活性的半導(dǎo)體物質(zhì),惰性氧化物為具有光化學(xué)惰性和電化學(xué)惰性的物質(zhì)。本發(fā)明利用惰性氧化物將磁性載體包膜起來,再利用固體混合法將包膜磁性核和半導(dǎo)體納米粒子復(fù)合,有效地避免了磁性載體對(duì)半導(dǎo)體納米粒子光催化活性的不利影響,提高了此類光催化劑分散體系的催化活性。
文檔編號(hào)B01J21/06GK1235067SQ98101790
公開日1999年11月17日 申請(qǐng)日期1998年5月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月8日
發(fā)明者趙進(jìn)才, 陳鋒, 何建軍 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院感光化學(xué)研究所