The invention discloses a preparation method and application of a ferromanganese composite oxide material using cations to regulate morphology. The preparation method of the material comprises the following steps: weighing iron salt and manganese salt in proportion to form a solution in ethylene glycol; adding acetate (lithium acetate, sodium acetate, potassium acetate or ammonium acetate) into the solution, dissolving and moving into the hydrothermal kettle for hydrothermal reaction, the temperature is controlled between 150 and 200 C for 6 to 24 hours; filtering, washing and drying after cooling, and calcining at 300 to 600 C for 2 hours. Ferromanganese composite oxides with different morphologies, such as spherical or two-dimensional leaf shape, were obtained within 6 h. The ferromanganese composite oxide material of the invention can be used for the degradation of dyes such as methylene blue by multiphase Fenton photocatalytic reaction, and can achieve high efficiency and rapid degradation of dyes under neutral conditions. The degradation rate of methylene blue can reach nearly 100% within 30 minutes. The material has magnetism and can be easily and quickly separated from the reaction solution to realize recycling use.
【技术实现步骤摘要】
一种利用阳离子调控形貌的铁锰复合氧化物材料的制备方法及其应用
本专利技术涉及材料的自组装合成及其应用于废水处理
,具体涉及一种利用阳离子调控形貌的铁锰复合氧化物材料的制备方法及应用于高级氧化技术处理染料废水。
技术介绍
Fe3O4(磁铁矿,magnetite),面心立方密堆积,反尖晶石型结构,由于其稳定、低毒、生物兼容性等特点而广泛地应用于生物医药与技术和催化领域,限制其应用的主要原因是Fe3O4材料具有超顺磁性和较高的表面能极易使粒子之间相互聚集。Mn3O4(黑锰矿),在催化、电化学、传感、吸附和磁性等方面显示了特殊的理化性质。将这两种应用广泛的材料复合在一起,可以改善单一材料的性质,且铁锰元素之间可以构成氧化还原反应Mn3++Fe2+→Mn2++Fe3+,提高复合材料的氧化还原性,进而改善其磁性、电容性质及催化活性。所以,这类铁锰复合氧化物材料的自组装合成具有非常重要的意义。水是人类生存和发展的重要资源,随着我国经济的高速发展,水资源短缺和污染严重制约了经济的可持续发展,因此发展水处理技术具有特别重要的意义。传统的水处理技术,如混凝絮凝法、膜过滤法、吸附法和离子交换法等,难以实现有机物的高效去除,而高级氧化技术则能够实现难降解有机物的去除。多相芬顿-光催化反应在众多高级氧化水处理技术中,因具有处理效果好,成本较低以及操作简便,易于扩大等优点而得到广泛应用和研究。铁锰复合氧化物能被可见光激发,提高太阳能的利用率,同时也具有多相芬顿反应效应。大量研究成果表明,铁锰复合氧化物材料在一定时间内可以较好地实现多相芬顿-可见光催化降解有机污染物,但大多需要调 ...
【技术保护点】
1.一种利用阳离子调控形貌的铁锰复合氧化物材料的制备方法,其特征是,包括如下步骤:S1:按照摩尔比1:20~20:1的比例分别称量铁盐和锰盐,加入乙二醇中溶解,形成盐浓度为0.05~0.5mol/L的混合溶液;S2:向上述S1混合溶液中加入醋酸盐,浓度为1~40g/L;S3:将反应液置于水热合成反应釜中,于烘箱中加热反应,温度控制在150~200℃之间,时间控制在6~24h;S4:经S3步骤后的溶液自然冷却至室温后,将上层清液倒掉,固体取出低速离心,反复用去离子水及无水乙醇洗涤五次,再在恒温干燥箱中60~120℃干燥6~12h,得到固体粉末;S5:将上述S4得到的固体粉末在马弗炉中进行焙烧,焙烧温度为300~600℃,时间为2~6h,得到具有球形或二维树叶状等不同形貌的铁锰复合氧化物材料。
【技术特征摘要】
1.一种利用阳离子调控形貌的铁锰复合氧化物材料的制备方法,其特征是,包括如下步骤:S1:按照摩尔比1:20~20:1的比例分别称量铁盐和锰盐,加入乙二醇中溶解,形成盐浓度为0.05~0.5mol/L的混合溶液;S2:向上述S1混合溶液中加入醋酸盐,浓度为1~40g/L;S3:将反应液置于水热合成反应釜中,于烘箱中加热反应,温度控制在150~200℃之间,时间控制在6~24h;S4:经S3步骤后的溶液自然冷却至室温后,将上层清液倒掉,固体取出低速离心,反复用去离子水及无水乙醇洗涤五次,再在恒温干燥箱中60~120℃干燥6~12h,得到固体粉末;S5:将上述S4得到的固体粉末在马弗炉中进行焙烧,焙烧温度为300~600℃,时间为2~6h,得到具有球形或二维树叶状等不同形貌的铁锰复合氧化物材料。2.根据权利要求1所述的一种利用阳离子调控形貌的铁锰复合氧化物材料的制备方法,其特征是,S1中所用的铁盐和锰盐均为氯化物,铁锰摩尔比为10:7,金属盐浓度为0.18mol/L。3.根据权利要求1所述的一种利用阳离子调控形貌的铁锰复合氧化物材料的制备方法,其特征是,S2中,所加醋酸盐可以是醋酸锂、醋酸钠、醋酸钾、醋酸铵中任一种,且浓度为20g/L。4.根据权利要求1所述的一种利用阳离子调控形貌的铁锰复合氧化物材料的制备方法,其特...
【专利技术属性】
技术研发人员:郭小惠,刘金彦,郭贵宝,
申请(专利权)人:内蒙古科技大学,
类型:发明
国别省市:内蒙古,15
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