一种氮掺杂TiO2@C磁性粉末催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于光催化技术领域，本发明专利技术公开了一种氮掺杂TiO2@C磁性粉末催化剂及其制备方法与应用。本发明专利技术提供了所述氮掺杂TiO2@C磁性粉末催化剂的制备方法，采用氟化锂和盐酸通过蚀刻法来制备Ti3C2纳米片，然后将Ti3C2纳米片、氮掺杂剂与作为钛源、碳源的富氮化合物，一步原位合成氮掺杂TiO2@C磁性粉末催化剂，合成工艺简单，条件温和，操作简便。本发明专利技术将所得氮掺杂TiO2@C磁性粉末催化剂与芬顿试剂相结合形成光芬顿工艺，采用构建的光芬顿协同工艺催化体系来降解水中的有机污染物(罗丹明B、孔雀石绿、四环素和土霉素等)，在极短的时间内有机污染物去除率达到98～99％，达到了优异的有机污染物去除效果。染物去除效果。

【技术实现步骤摘要】
一种氮掺杂TiO2@C磁性粉末催化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及光催化
，尤其涉及一种氮掺杂TiO2@C磁性粉末催化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]TiO2光催化剂已被证明可有效去除顽固化合物，并且由于其具有高光催化活性、化学稳定性、无毒性和低成本等优点，因而常用于废水净化，对染料和药物的去除效果很好。但由于TiO2的宽带隙(3.2eV)，只能吸收紫外光(UV)(λ<390nm)，而紫外光子通量仅占整个太阳光谱的3～5％，人工紫外光的使用又会消耗大量的能量、提高经济成本。将TiO2进行氮掺杂改性，可将其光吸收扩展到可见光谱区域。然而现有的掺杂工艺存在反应所需条件较为苛刻，操作复杂，且合成工艺繁琐等问题。同时，现有的粉体催化剂不易从降解水中污染物的反应体系中回收，不仅造成催化剂的浪费，且可能带来二次污染。
[0003]因此，发展一种反应条件温和，制备工艺简便，且易回收的水处理催化剂成为本领域亟需。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种氮掺杂TiO2@C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂TiO2@C磁性粉末催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将氟化锂、Ti3AlC2和盐酸混合，经蚀刻反应得到Ti3C2纳米片；(2)将富氮化合物、浓盐酸、溶剂与Ti3C2纳米片混合，经煅烧得到氮掺杂TiO2@C纳米片；(3)将氮掺杂TiO2@C纳米片、铁源、表面活性剂、溶剂和碱性试剂混合得混合液，将混合液顺次经溶剂热反应和干燥，得到氮掺杂TiO2@C磁性粉末催化剂。2.根据权利要求1所述氮掺杂TiO2@C磁性粉末催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，氟化锂、Ti3AlC2和盐酸的质量体积比为1g：0.5～1.5g：15～25mL；盐酸的摩尔浓度为5～10mol/L。3.根据权利要求2所述氮掺杂TiO2@C磁性粉末催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，蚀刻反应的温度为25～95℃，蚀刻反应的时间为12～48h。4.根据权利要求1～3任一项所述氮掺杂TiO2@C磁性粉末催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，富氮化合物、浓盐酸、溶剂与Ti3C2纳米片混合具体包括如下步骤：将Ti3C2纳米片与溶剂混合，得Ti3C2纳米片溶液；将富氮化合物、浓盐酸和溶剂混合，得富氮化合物溶液；将Ti3C2纳米片溶液和富氮化合物溶液混合。5.根据权利要求4所述氮掺杂TiO2@C磁性粉末催化剂的制备方法，其特征在于，所述富氮化合物为尿素、双氰胺和三聚氰胺中的一种或多种；溶剂为水；Ti3C2纳米片溶液的浓度为0.2～1g/L；富氮化合物、浓盐酸和溶剂的质量体积比为0.1～0.3g：0.001～0.005L：0.1L；富氮化合物和T...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱浩，尹大学，钟瑞，王童，王玥，班飒，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：