【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光催化剂，尤其涉及一种c/γ-fe2o3/tio2纳米复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着全球工业化的不断推进，环境污染日益严重，环境保护和可持续发展刻不容缓。光催化技术是将光能清洁、无穷无尽的优点和环境保护的需求相结合，用来降解工业废水中有毒、有害、难分解的有机物，从而显示出了广阔的应用前景和巨大的经济效益。半导体介导的光触媒技术因其绿色和高效的性能已经在污水治理、空间净化、纺织品消毒杀菌等领域得到了广泛的应用。
2、目前，光触媒半导体材料包括tio2、sns2、bi2o3、zno2、v2o5、ceo2和bipo4等，其中tio2因其稳定性高、高活性、无毒性能和生物相容性等优点被认为是环境友好的光触媒材料，当二氧化钛光催化剂在等于或者大于其禁宽度能量的光照射下，将会产生具有高度活性的空穴-电子对，这些空穴-电子对与吸附在催化剂表面的物质发生氧化还原反应，生成光催化反应的主要活性物质—羟基自由基，它能够与有机物污染物发生反应，并最终将这些污染物氧化成二氧化碳、水或盐而不产生新的污染物，但是，纯tio2材料禁带宽度较宽，在紫外光激发下才能产生电子-空穴对，因此，纯tio2材料只能吸收利用太阳光中的紫外光部分，并且还存在光生电子和空穴容易复合的问题，太阳光下不能有效进行光催化降解反应，故光催化活性在实际应用中受到限制。
3、因此，亟需一种c/γ-fe2o3/tio2纳米复合材料及其制备方法，以解决现有技术问题的不足。
技术实现思路
1、本专利
2、本专利技术的另一目的是提供一种由上述的c/γ-fe2o3/tio2纳米复合材料的制备方法所制得的c/γ-fe2o3/tio2纳米复合材料。
3、为实现以上目的，本专利技术提供了一种c/γ-fe2o3/tio2纳米复合材料的制备方法，步骤包括：
4、(1)将碳质材料、γ-fe2o3及二氧化钛(tio2)混合后进行研磨得到前驱体粉末；(2)将前驱体粉末于惰性气氛中进行煅烧得到粗产物；
5、(3)将粗产物依次进行酸洗、水洗、干燥处理，得到c/γ-fe2o3/tio2纳米复合材料。
6、与现有技术相比，本专利技术将碳质材料、γ-fe2o3及二氧化钛混合后进行研磨得到前驱体粉末，随后经煅烧和后处理得到c/γ-fe2o3/tio2纳米复合材料，该复合材料包括具有层状结构和多孔结构的二维碳片、嵌在层状结构中的二氧化钛纳米颗粒及负载于二维碳片上的γ-fe2o3，其中具有层状结构和多孔结构的二维碳片可减小二氧化钛的带隙使其与可见光光谱相吻合从而提高对可见光的利用率，还可促进电荷从tio2结构体向氧化反应表面转移以抑制光电子和空穴的重组速率，并通过π-π堆积增强对污染物吸附，而且多孔结构也可进一步提高对可见光的吸收和对有机污染物的吸附；二氧化钛嵌在层状结构中可有效防止二氧化钛在高温下发生团聚，使得二氧化钛具有更大的比表面积以提供了一个更活跃的反应中心；γ-fe2o3与二维碳片的界面处形成有可进一步促进光生电子和空穴的分离的异相结，如此使得c/γ-fe2o3/tio2纳米复合材料具有较大的比表面积、对可见光的利用率大大提高、对污染物有较好吸附能力、以及对光生电子和空穴能有效分离，进而使得c/γ-fe2o3/tio2纳米复合材料具有显著的光催化活性。
7、进一步地，以质量份数计，本专利技术包括20～40份碳质材料、5～8份γ-fe2o3及50～75份tio2。
8、进一步地，本专利技术将碳质材料、γ-fe2o3及二氧化钛混合后置于球磨机内研磨6～12h得到前驱体粉末。
9、进一步地，本专利技术的步骤(2)中煅烧包括：以3～10℃/min的速度升温至800℃，恒温2～4h，再以10～15℃/min的速度降至常温。
10、进一步地，本专利技术的碳质材料包括淀粉、石墨烯、碳纳米管和碳点中的至少一种。
11、进一步地，本专利技术的碳质材料为淀粉，淀粉在煅烧初期容易膨胀形成介孔结构，随后经高温碳化形成具有层状结构的二维碳片并留下多孔结构。
12、进一步地，本专利技术包括采用3.0～5.0mol/l的盐酸热溶液进行酸洗。酸洗是为了除去铁或其他金属氧化物或盐类。
13、进一步地，本专利技术的干燥处理包括：于45～60℃下干燥2～30h。
14、进一步地，本专利技术的惰性气氛为氮气(n2)、氢气(h2)、氦气(he)、氩气(ar)中的至少一种。
15、进一步地，本专利技术包括将前驱体粉末置于马弗炉中并于惰性气氛下进行煅烧得到粗产物。
16、为实现以上目的，本专利技术还提供了一种c/γ-fe2o3/tio2纳米复合材料，采用上述提及的c/γ-fe2o3/tio2纳米复合材料的制备方法所制得。
17、与现有技术相比，本专利技术的c/γ-fe2o3/tio2纳米复合材料具有较大的比表面积、对可见光的利用率大大提高、对污染物有较好吸附能力、以及对光生电子和空穴能有效分离，进而使得c/γ-fe2o3/tio2纳米复合材料具有显著的光催化活性。
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1.一种C/γ-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤包括：
2.如权利要求1所述的C/γ-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的制备方法，其特征在于，以质量份数计，包括20～40份碳质材料、5～8份γ-Fe2O3及50～75份TiO2。
3.如权利要求1所述的C/γ-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述煅烧包括：以3～10℃/min的速度升温至800℃，恒温2～4h，再以10～15℃/min的速度降至常温。
4.如权利要求1所述的C/γ-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳质材料包括淀粉、石墨烯、碳纳米管和碳点中的至少一种。
5.如权利要求1所述的C/γ-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳质材料为淀粉。
6.如权利要求1所述的C/γ-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括采用3.0～5.0mol/L的盐酸热溶液进行所述酸洗。
7.如权利要求1所述的C/γ-Fe2O3/TiO2纳米
8.如权利要求1所述的C/γ-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述惰性气氛为N2、H2、He、Ar中的至少一种。
9.如权利要求1所述的C/γ-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的制备方法，其特征在于，
10.一种C/γ-Fe2O3/TiO2纳米复合材料，其特征在于，采用如权利要求1～9任一项所述的C/γ-Fe2O3/TiO2纳米复合材料的制备方法所制得。
...【技术特征摘要】
1.一种c/γ-fe2o3/tio2纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤包括：
2.如权利要求1所述的c/γ-fe2o3/tio2纳米复合材料的制备方法，其特征在于，以质量份数计，包括20～40份碳质材料、5～8份γ-fe2o3及50～75份tio2。
3.如权利要求1所述的c/γ-fe2o3/tio2纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述煅烧包括：以3～10℃/min的速度升温至800℃，恒温2～4h，再以10～15℃/min的速度降至常温。
4.如权利要求1所述的c/γ-fe2o3/tio2纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳质材料包括淀粉、石墨烯、碳纳米管和碳点中的至少一种。
5.如权利要求1所述的c/γ-fe2o3/tio2纳米复合材料的制备方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：于志文，黄榜，姜赫男，
申请(专利权)人：深圳钛及新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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