一种铁酸锡磁性光催化剂的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种铁酸锡磁性光催化剂的制备方法及其应用，属于无机环保光催化材料技术领域，本发明专利技术在室温条件下采用简单的共沉淀法制备铁酸锡纳米颗粒；本发明专利技术制备的铁酸锡磁性光催化材料具有较高的光催化活性，在模拟太阳光的照射下能有效地降解有机染料废水中的罗丹明B，磁分离性能好，光催化稳定性强，能循环多次利用，降低了光催化材料的使用成本，为环境中有机污染物的去除提供了一种新的光催化材料，且其制备方法简单，绿色无污染，生产流程较短，易操作成本低，易于工业化生产。

Preparation method and application of ferric tin magnetic photocatalyst

The invention discloses a preparation method of tin ferrite magnetic photocatalyst and its application, which belongs to the technical field of inorganic environmental protection photocatalytic material. The preparation method of tin ferrite nanoparticles by simple coprecipitation method under room temperature conditions is described. The prepared tin ferrite magnetic photocatalytic material has high photocatalytic activity, and the photocatalytic activity of the prepared tin ferrite magnetic photocatalyst is higher than that Rhodamine B in organic dye wastewater can be effectively degraded under simulated sunlight irradiation. It has good magnetic separation performance, strong photocatalytic stability, and can be recycled for many times. It reduces the use cost of photocatalytic materials and provides a new photocatalytic material for the removal of organic pollutants in the environment. It has no pollution, short production process, easy operation and low cost, and is easy for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种铁酸锡磁性光催化剂的制备方法及其应用
本专利技术涉及一种铁酸锡磁性光催化剂的制备方法及其应用，具体涉及铁酸锡的制备方法，属于无机环保光催化材料

技术介绍
随着社会的持续发展，科技的不断进步，在人们的生活质量得到大大提高的同时，能源资源短缺和环境恶化这两大问题也日趋严峻。众所周知，环境污染中的主要污染源来源于工业生产中的废水、废气的排放。这些废水、废气往往以各种各样的有机物为主，成分复杂，直接处理难度极高。目前，光催化技术被认为是处理工业废水和环境问题最有效、最具有前景的方法之一。与传统的方法不同，光催化技术利用太阳光能完全降解水和空气中的有机污染物，不产生二次污染，且操作简单、成本低。传统的光催化剂例如TiO2，具有无毒、廉价、结构稳定等优点，但其只能吸收紫外光，存在太阳能转换效率低、光生电子和空穴易复合和无法有效地被分离和回收等缺点。因此，研发出光能利用率高、能耗低、稳定性好、制备方法简单、易回收再利用的光催化剂显得至关重要。纳米铁酸锡，具有磁特性、电特性、催化活性和气敏特性等本质属性，其光响应范围广，既具有半导体光催化剂的性能，又能利用外加磁场实现分离回收。然而，目前关于铁酸锡材料在光催化方面的报道还很少。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供了一种工艺简单易行、光催化活性高、光催化稳定好、易于回收循环利用的磁性铁酸锡光催化剂及其制备方法。本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种铁酸锡磁性光催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：一种铁酸锡磁性光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将0.01mol～0.03mol氯化亚锡或其水合物与0.02mol～0.06mol三价铁的化合物溶于去离子水中，其中氯化亚锡或其水合物和三价铁的化合物的摩尔比为1：2，超声至所有化合物均匀分散，步骤2，用氢氧化钠溶液调节混合溶液的PH值为8～10，在室温条件下将混合溶液置于圆底烧瓶中，水浴反应4h，反应结束后将产物离心洗涤，干燥后即得铁酸锡磁性光催化剂。作为优选，所述的三价铁的化合物为三氯化铁或水合三氯化铁，硝酸铁或水合硝酸铁，硫酸铁或水合硫酸铁中的任意一种。作为优选所述的氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L-4mol/L。作为优选，所述的水浴反应温度为70℃-80℃。一种采用铁酸锡磁性光催化剂作为光催化剂的应用，其特征在于，将铁酸锡磁性光催化剂用于光催化降解有机染料罗丹明B。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术在常温条件下采用简单的共沉淀法制备铁酸锡，得到一种磁性光催化剂；2.本专利技术制备的磁性光催化剂在模拟太阳光的照射下能有效地降解有机染料罗丹明B，利用磁分离技术可实现对此光催化剂的高效回收和重复循环使用，解决了光催化剂使用后难以回收利用的难题，降低了催化材料的使用成本，为环境中有机污染物的去除提供了新的光催化材料；3.本专利技术方法制备得到的铁酸锡磁性光催化剂具有优异的光催化性能，光催化降解有机染料罗丹明B的降解效率优于商品二氧化钛；4.本专利技术的制备方法简单、可操作性强，且条件易于控制，成本低廉，有利于工业化大规模生产和应用。附图说明图1为实施例1，2，3所得产物铁酸锡和商品二氧化钛的模拟太阳光光催化降解有机染料罗丹明B的光催化性能对比图；图2为实施例3所所得产物铁酸锡循环对有机染料罗丹明B进行六次实验的光催化降解效果图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术做进一步描述，本专利技术要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围：实施例1铁酸锡磁性光催化剂的制备方法，包括如下步骤：将0.01mol二水合氯化亚锡与0.02mol六水合三氯化铁溶于去离子水中，其中二水合氯化亚锡和六水合三氯化铁的摩尔比为1：2，超声至所有化合物均匀分散，再用1mol/L的氢氧化钠溶液调节混合溶液的PH值为8，在室温条件下将混合溶液置于圆底烧瓶中，在80℃温度下水浴反应4h，反应结束后将产物离心洗涤，最后于60℃干燥24h后得到铁酸锡磁性光催化剂。实施例2铁酸锡磁性光催化剂的制备方法，包括如下步骤：将0.02mol二水合氯化亚锡与0.04mol九水合硝酸铁溶于去离子水中，其中二水合氯化亚锡和九水合硝酸铁的摩尔比为1：2，超声至所有化合物均匀分散，再用2mol/L的氢氧化钠溶液调节混合溶液的PH值为9，在室温条件下将混合溶液置于圆底烧瓶中，在70℃温度下水浴反应4h，反应结束后将产物离心洗涤，最后于60℃干燥24h后得到铁酸锡磁性光催化剂。实施例3铁酸锡磁性光催化剂的制备方法，包括如下步骤：将0.03mol二水合氯化亚锡与0.06mol硫酸铁溶于去离子水中，其中二水合氯化亚锡和硫酸铁的摩尔比为1：2，超声至所有化合物均匀分散，再用4mol/L的氢氧化钠溶液调节混合溶液的PH值为10，在室温条件下将混合溶液置于圆底烧瓶中，在80℃温度下水浴反应4h，反应结束后将产物离心洗涤，最后于60℃干燥24h后得到铁酸锡磁性光催化剂。图1是实施例1，2，3所得产物铁酸锡和商品二氧化钛的模拟太阳光光催化降解有机染料罗丹明B的性能对比图，从图中可以看出，实施例1，2，3所得的铁酸锡能将有机染料罗丹明B降解，实施例1完全降解罗丹明B需要约20min，实施例2需要约20min，实施例3需要约25min，而商品TiO2在30min内对罗丹明B的降解率不足10％。从图中可以说明，本专利技术方法得到的铁酸锡磁性光催化剂在模拟太阳光下对有机染料罗丹明B的降解效率明显优于商品二氧化钛。图2为实施例3所得产物铁酸锡循环对有机染料罗丹明B进行六次实验的光催化降解效果图。在该循环实验中，铁酸锡磁性光催化剂用外加磁场进行分离，并用去离子水和乙醇洗数次，并重新分散在有机染料罗丹明B中进行光催化反应。实验证明实施例3所制备的光催化剂在多次光催化降解的循环使用中均表现出优异的光催化活性，直到第六次循环依然可以降解95％的罗丹明B，在循环测试中失活现象不明显。由此可见，本专利技术的光催化剂能够多次循环使用，重复性良好，具有优异的循环降解性能和光催化稳定性。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本专利技术精神作举例说明。本专利技术所属
的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本专利技术的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁酸锡磁性光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将0.01mol～0.03mol氯化亚锡或其水合物与0.02mol～0.06mol三价铁的化合物溶于去离子水中，其中氯化亚锡或其水合物和三价铁的化合物的摩尔比为1：2，超声至所有化合物均匀分散，步骤2，用氢氧化钠溶液调节混合溶液的PH值为8～10，在室温条件下将混合溶液置于圆底烧瓶中，水浴反应4h，反应结束后将产物离心洗涤，干燥后即得铁酸锡磁性光催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种铁酸锡磁性光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将0.01mol～0.03mol氯化亚锡或其水合物与0.02mol～0.06mol三价铁的化合物溶于去离子水中，其中氯化亚锡或其水合物和三价铁的化合物的摩尔比为1：2，超声至所有化合物均匀分散，步骤2，用氢氧化钠溶液调节混合溶液的PH值为8～10，在室温条件下将混合溶液置于圆底烧瓶中，水浴反应4h，反应结束后将产物离心洗涤，干燥后即得铁酸锡磁性光催化剂。2.根据权利要求1所述的铁酸锡磁性光催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶晨，李天琪，朱丽，汪杰明，黄琨，李卓益，
申请(专利权)人：武汉霖泉环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42