一种负载Fe制造技术

本发明专利技术公开了一种负载Fe

【技术实现步骤摘要】
一种负载Fe
3+
的光催化铋基材料及其方法


[0001]本专利技术属于复合光催化材料和光催化领域，具体涉及一种负载Fe
3+
的光催化铋基材料及其方法。

技术介绍

[0002]由于铋基材料具有储量丰富、无毒、成本低并且环境友好等优点，在光催化领域应用广泛。NaBiO3是一种具有很强的氧化性的材料，且具有优良的电化学性能和电磁特性，因此，NaBiO3是一种有前途的绿色环保型光催化剂。但是NaBiO3有光生电子
‑
空穴对复合效率快等缺点，这大大降低了NaBiO3的实际应用价值。负载过渡金属离子的方法可以有效降低电子
‑
空穴对复合效率，而Fe
3+
是较为常用的过渡金属材料。所以通过负载Fe
3+
形成新型光催化材料Fe
‑
NaBiO3，可以有效抑制光生电子
‑
空穴对的复合效率，提高光催化活性。
[0003]过硫酸盐高级氧化技术具有强氧化能力，可产生高效的硫酸根自由基(
·
SO4‑
)来催化氧化有机物。同时，Fe
‑
NaBiO3中负载的Fe
3+
可作为活化过硫酸盐的过渡金属活化过硫酸盐，能更好耦合过硫酸盐产生更多的氧化物质，来实现水体中有机物的有效降解。
[0004]因此，寻找一种既可有效活化过硫酸盐并能抑制电子
‑
空穴对复合效率的新型光催化材料非常重要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决铋基光催化材料电子
‑
空穴对复合效率过快的问题，将过渡金属Fe
3+
负载至NaBiO3，合成一种新型光催化材料Fe
‑
NaBiO3，并提供一种负载Fe
3+
的光催化铋基材料及其方法。
[0006]本专利技术所采用的具体技术方案如下：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种负载Fe
3+
的光催化铋基材料的制备方法，具体如下：
[0008]S1：将六水合氯化铁(FeCl3·
6H2O)溶于水中，随后加入六水合铋酸钠(NaBiO3·
6H2O)，得到前驱体溶液；
[0009]S2：将上述前驱体溶液进行超声预处理，得到第一混合溶液；
[0010]S3：将上述第一混合溶液进行磁力搅拌后再进行超声处理充分结合，得到第二混合溶液；
[0011]S4：将上述第二混合溶液抽滤洗涤后烘干，得到负载Fe
3+
的光催化铋基材料。
[0012]作为优选，上述前驱体溶液中六水合氯化铁(FeCl3·
6H2O)和六水合铋酸钠(NaBiO3·
6H2O)的质量比为3:2。
[0013]作为优选，S2中的超声预处理为10min；S3中的超声处理为60min。
[0014]作为优选，S3中的磁力搅拌采用磁力搅拌器搅拌100min。
[0015]作为优选，S4中的抽滤洗涤是采用去离子水洗涤后再用无水乙醇洗涤；进一步的，采用去离子水洗涤2～3次。
[0016]作为优选，S4中的烘干采用电热恒温鼓风干燥箱进行，烘干温度为60℃，烘干时间
为4h。
[0017]第二方面，本专利技术提供一种利用第一方面所述的方法制得的负载Fe
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的光催化铋基材料。
[0018]第三方面，本专利技术提供一种利用第二方面所述的负载Fe
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的光催化铋基材料降解养殖废水中抗生素的方法，具体如下：
[0019]S5：向含抗生素的养殖废水中加入所述负载Fe
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的光催化铋基材料后进行暗处理，得到预处理废水；
[0020]S6：将上述预处理废水中加入过硫酸盐后采用可见光照射，使得负载Fe
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的光催化铋基材料与过硫酸盐发生耦合以降解抗生素。
[0021]作为优选，S5中的抗生素浓度为5～50mg/L。
[0022]作为优选，S5中的负载Fe
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的光催化铋基材料的浓度为0.25～1g/L。
[0023]作为优选，上述暗处理时长为20min。
[0024]作为优选，S6中的过硫酸盐的浓度为50～200mg/L。
[0025]进一步的，过硫酸盐为过硫酸钠。
[0026]作为优选，上述可见光照射时长为100min。
[0027]本专利技术相对于现有技术而言，具有以下有益效果：
[0028](1)本专利技术提供的负载Fe
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的光催化铋基材料中以具有高光量子和电子传输效率的铋基材料为基底，表面负载具有优异的光电转化性能的过渡金属离子，通过简单的超声搅拌得到具有抑制电子
‑
空穴对复合效率的新型光催化铋基材料；
[0029](2)本专利技术提供的负载Fe
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的光催化铋基材料具有抑制电子
‑
空穴对复合效率，在可见光激发下，产生电子
‑
空穴对，空穴与水反应产生超氧自由基、羟基自由基等活性物种，光生电子和过渡金属离子可活化过硫酸盐产生硫酸根自由基和羟基自由基，使得负载Fe
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的光催化铋基材料与过硫酸盐耦合，实现养殖废水中污染物的降解；
[0030](3)本专利技术提供的负载Fe
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的光催化铋基材料能够活化过硫酸盐体系，在降解污染物过程中引入更高活性的羟基自由基和硫酸根自由基，提高降解效率；
[0031](4)本专利技术提供的负载Fe
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的光催化铋基材料属于颗粒催化剂，在降解过程中能提高回收效率，避免了现有光催化剂难回收的问题，拓宽了过硫酸盐高级氧化技术的应用范围；
[0032](5)本专利技术提供的负载Fe
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的光催化铋基材料在处理含盐酸四环素养殖废水的应用前景良好，最优降解效率可到达到98.8％，对水质安全的保障和水环境的改善具有重要意义。
附图说明
[0033]图1为不同降解体系降解TCH的降解率图；
[0034]图2为实施例2中投加不同浓度的Fe
‑
NaBiO3对盐酸四环素降解率图；
[0035]图3(a)为Fe
‑
NaBiO3和NaBiO3的SEM图；
[0036]图4为Fe
‑
NaBiO3和NaBiO3的FT
‑
IR图谱；
[0037]图5为Fe
‑
NaBiO3和NaBiO3的PL图谱；
[0038]图6为实施例4中不同回收次数Fe
‑
NaBiO3对盐酸四环素降解率图。
具体实施方式
[0039]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步阐述和说明。本专利技术中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
[0040本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载Fe
3+
的光催化铋基材料的制备方法，其特征在于，具体如下：S1：将六水合氯化铁溶于水中，随后加入六水合铋酸钠，得到前驱体溶液；S2：将所述前驱体溶液进行超声预处理，得到第一混合溶液；S3：将所述第一混合溶液进行磁力搅拌后再进行超声处理充分结合，得到第二混合溶液；S4：将所述第二混合溶液抽滤洗涤后烘干，得到负载Fe
3+
的光催化铋基材料。2.根据权利要求1所述的一种负载Fe
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的光催化铋基材料的制备方法，其特征在于，所述的前驱体溶液中六水合氯化铁和六水合铋酸钠的质量比为3:2。3.根据权利要求1所述的一种负载Fe
3+
的光催化铋基材料的制备方法，其特征在于，S2中所述的超声预处理时间为10min；S3中所述的超声处理为60min。4.根据权利要求1所述的一种负载Fe
3+
的光催化铋基材料的制备方法，其特征在于，S3中所述的磁力搅拌采用磁力搅拌器，搅拌100min。5.根据权利要求1所述的一种负载Fe
3+
的光催化铋基材料的制备方法，其特征在于，S4中所述的抽滤洗涤是采用去离子水洗涤后再用无水乙醇洗涤。6.根据权利要求1所述的一种负载Fe
3+
的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李发永，卞秀琪，张娟香，杨友明，钟明扬，
申请(专利权)人：塔里木大学，
类型：发明
国别省市：