一种氮掺杂磁性甲壳素碳微球负载Co3O4-TiO2三元复合光催化材料制备与应用制造技术

本发明专利技术涉及废弃物资源化利用与环境保护技术领域，具体公开了一种氮掺杂磁性甲壳素碳微球负载Co<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;‑TiO<subgt;2</subgt;三元复合光催化材料的制备与应用。选用废弃虾蟹壳中提取、纯化后的甲壳素作前驱体，特定条件下引入适量TiO<subgt;2</subgt;和磁性材料(Fe<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;)，利用甲壳素自组装得到含TiO<subgt;2</subgt;的磁性多孔甲壳素纳米纤维微球，再通过水热合成与氮气中碳化，进一步引入适量Co<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;同时实现微球碳化与氮掺杂，最终形成含p‑n型异质结的氮掺杂磁性多孔碳微球三元复合材料。其特殊的光催化结构使之在模拟太阳光下即对甲基橙和罗丹明B表现出优异而稳定的光催化降解性能，总去除率分别可达99.0％和99.2％，且矿化率高、速度快，基本不产生二次污染。在外部磁场作用下可将材料快速回收重复使用，具有极高的实际应用潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于废弃物的资源化利用与环境保护，具体涉及一种氮掺杂磁性甲壳素碳微球负载co3o4-tio2三元复合光催化材料的制备与应用。

技术介绍

1、随着工业经济的快速发展，水生生态系统中的有机物污染日趋严重，特别是一些难以生物降解的有机污染物如染料、抗生素等能长期持久地存在于水环境中，会对水生态系统和人类健康造成有害影响。近年来，人们研究了众多去除水体有机污染物的技术，如化学氧化、生物或光催化降解、电化学处理、离子交换和吸附等。其中，多相光催化降解被认为是一种绿色、先进的技术，性能优异的光催化剂在温和条件下具有完全矿化水中有机污染物的潜力，几乎不会产生二次污染。

2、二氧化钛(tio2)作为一种代表性的光催化材料，具有诸多优点：如理化性质稳定、合成工艺简便等。然而，较宽的带隙导致其对可见光响应能力差，光生电子和空穴的复合率高，且纯tio2颗粒细小、不易回收，对污染物分子吸附能力低。这使其在光催化中的实际应用受到诸多限制。已有研究表明使用金属或非金属材料负载可以减小tio2的带隙，增强其光催化活性。其中，碳材料是有效的电子传输材料，可通过增强反本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种氮掺杂磁性甲壳素碳微球负载Co3O4-TiO2三元复合光催化材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备地方法，其特征在于：步骤(1)具体为：将购置的甲壳素粉末100g浸入400g 5～10wt％NaOH水溶液中，室温下以500～1000rpm转速剧烈搅拌8～10h，过滤后用去离子水洗至中性；将洗净后的甲壳素浸入400g体积分数为5～10％HCl水溶液中，室温下以300rpm转速搅拌20～24h，过滤后用去离子水洗至中性；再次将洗净后的甲壳素浸入400g 5～10wt％NaOH水溶液中，室温下以500～1000rpm转速剧烈搅拌20～24h...

【技术特征摘要】

1.一种氮掺杂磁性甲壳素碳微球负载co3o4-tio2三元复合光催化材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备地方法，其特征在于：步骤(1)具体为：将购置的甲壳素粉末100g浸入400g 5～10wt％naoh水溶液中，室温下以500～1000rpm转速剧烈搅拌8～10h，过滤后用去离子水洗至中性；将洗净后的甲壳素浸入400g体积分数为5～10％hcl水溶液中，室温下以300rpm转速搅拌20～24h，过滤后用去离子水洗至中性；再次将洗净后的甲壳素浸入400g 5～10wt％naoh水溶液中，室温下以500～1000rpm转速剧烈搅拌20～24h，过滤后用去离子水洗至中性；后放入400～600g物质浓度分别为0.2mol/l和0.3mol/l亚氯酸钠和无水乙酸钠混合水溶液在80℃下漂白5～10h，经去离子水洗涤、抽滤数次后将所得样品在60～80℃真空干燥48h，粉碎后即得纯化的甲壳素粉末。

3.根据权利要求1所述的制备地方法，其特征在于：步骤(2)具体为：取6g步骤(1)中纯化好的甲壳素粉末分散到94g质量比为11:4:85的naoh、尿素、水溶剂体系中，浸渍5～15min，然后置于-30℃低温冰箱中冷冻4～6h，取出在室温下搅拌解冻至透明拉丝状后再放入冰箱中冷冻，如此冷冻、解冻3个循环后得到透明的甲壳素溶液ⅰ；

4.根据权利要求1所述的制备地方法，其特征在于：步骤(3)具体为：在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王榕，谢小艳，刘莹莹，邓曦，彭海龙，罗美，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：