专利名称：磁性聚吡咯/二氧化钛/粘土纳米复合光催化剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及光催化剂，特指一种磁性聚吡咯/ 二氧化钛/粘土纳米复合光催化剂及其制备方法。
背景技术：
随着工业发展和环境问题的加剧，对有机废水处理的研究越来越受到关注，传统有机废水的处理方法主要有物理吸附法、生物法、化学氧化法等，存在处理不充分、造成二次污染等问题，光催化降解法是一种新型有机废水处理方法，以半导体材料作为光催化剂可以将水中的有机污染物深度降解成二氧化碳、水和其它无机物，常见的半导体材料光催化剂有Ti02、SnS、Zn0、CdS、CcKe等，其中由于纳米二氧化钛(TiO2)无毒、性能稳定、催化活性高而作为首选的光催化剂材料，但是，纳米二氧化钛光催化剂在水处理应用中也存缺点 (1)纳米二氧化钛的回收问题。由于纳米二氧化钛粒径小、易流失，在反应结束后，把纳米二氧化钛粒子从水中分离和回收极为困难。( 光催化活性问题，二氧化钛受光子激发电子从价带跃迁到导带形成电子-空穴对，从而产生大量羟基自由基降解有机物污染物，但是由于缺乏电子接受体，电子-空穴对容易复合造成羟基自由基数量的减少，光催化活性降低。磁性材料具有磁响应性能，通过磁场作用可以方便快捷的提取回收。中国专利 CN1562464A公开了一种以!^e3O4为核心，SiO2为隔离层，TiO2为外包覆层的双层包覆型磁性纳米光催化剂，易于在外加磁场作用下回收。该方法以正硅酸乙酯、无水乙醇、钛酸四丁酯和四氧化三铁为原料，增加了成本，限制了产品使用范围；中国专利CN17M164A公开了可磁分离的复合光催化剂的制备方法，先通过合成磁性载体铁酸镍粒子，然后用二氧化硅通过液相沉积法包覆铁酸镍纳米粒子，最后将二氧化钛纳米粒子负载在已包覆二氧化硅的铁酸镍粒子上，制备了可磁分离的复合光催化剂，该方法制备过程复杂，产品产率低，且未采用措施抑制电子-空穴对的复合；中国专利CN101362087A公布一种贵金属修饰二氧化钛光催化剂的制备方法，通过在纳米二氧化钛是沉积Ag、Au、Pt、Pd等贵金属，促进了光生电子-空穴对的分离，提高了二氧化钛光催化剂的活性，但该方法使用的Ag、Au、Pt、Pd等贵金属价格昂贵，限制其推广应用。
发明内容
鉴于背景技术所存在的问题，本发明目的在于开发一种可回收高催化活性纳米复合催化剂材料及其制备方法。本发明的思路是先以粘土为基体，采用原位合成法制备纳米二氧化钛/粘土复合材料，同时四氯化钛水解产生的盐酸用于合成导电聚吡咯，合成导电聚吡咯所用氧化剂形成磁性载体，从而制备高活性可回收的纳米复合光催化剂。本发明提供一种磁性聚吡咯/ 二氧化钛/粘土纳米复合光催化剂，纳米复合光催化剂中二氧化钛与粘土质量比为0. 25、. 9 :1，聚吡咯与粘土的质量比为0. 03、. 1 1,四氧化三铁与粘土的质量比为0. 1 0. 3 :1，该复合材料的制备方法包括如下步骤
(1)向粘土中加入去离子水配制成粘土浆体，水与粘土的质量比为5 201 ；
(2)在1(T60°C时，将步骤1中所得到的粘土浆体加入到摩尔浓度为0.5 4mol化―1的四氯化钛水溶液中，搅拌均勻，酸化10 240分钟，升温至8(T12(TC，保温反应广10小时，得到二氧化钛/粘土纳米复合材料浆液；
(3)将步骤2中所得到的二氧化钛/粘土纳米复合材料浆液降温至(T40°C后，用碱液调节体系PH值为1.5 2. 5，加入吡咯单体，再加入摩尔浓度为广2. 5mol · Γ1的三氯化铁水溶液，保温反应2 12小时，得到导电聚吡咯/ 二氧化钛/粘土纳米复合材料浆液；
(4)向步骤3所述导电聚吡咯/二氧化钛/粘土纳米复合材料浆液中加入摩尔浓度为 0. 5^2mol · L—1的氯化亚铁水溶液，混合均勻，边搅拌，边将含有三氯化铁和氯化亚铁的混合浆料加入到摩尔浓度为广3 mol - Γ1的氨水溶液中，控制反应温度为3(T70°C，使得混合浆料加完后的体系PH值为7. 5^9,继续保温反应0. 5^2小时，得到磁性聚吡咯/ 二氧化钛/粘土复合光催化剂浆料；
(5)过滤，并用洗涤去离子水洗至滤液pH值呈中性，干燥，粉碎，得到磁性聚吡咯/二氧化钛/凹凸棒土纳米复合光催化剂粉体。步骤1所述的粘土为凹凸棒土、硅藻土、膨润土和海泡石中的一种。步骤2所述的四氯化钛用量按其完全反应生成二氧化钛的质量计算，其中二氧化钛与粘土质量比(二氧化钛粘土)为0. 2Γ0. 91 1 ；
步骤3所述的碱液为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、氨水中的一种。步骤3所述的吡咯单体用量以吡咯与粘土的质量比计，吡咯粘土 =0.03、. 1 :1。步骤3所述的三氯化铁水溶液的用量以三氯化铁与粘土的质量比计，三氯化铁 粘土 =0. 13 0. 43 :1ο步骤4所述的氯化亚铁水溶液的用量以氯化亚铁与三氯化铁的摩尔比计，氯化亚铁三氯化铁的摩尔比=0.5 =I0本发明的有益效果是
1、导电聚吡咯接受二氧化钛受光子激发产生电子并加速二氧化钛导带电子向作为电子受体转移速度，促进光生电子和空穴的分离，大幅提高二氧化钛催化效率。2、利用四氯化钛水解产生盐酸同作为合成导电聚吡咯所需的掺杂剂，利用合成导电聚吡咯所用氧化剂(三氯化铁)作为三价铁源合成磁性狗304，并负载在复合材料表面，充分利用原料，节约了成本。3、利用粘土高的比表面积和优异的吸附性能来富集污染物，增大二氧化钛与有机物的接触率。利用纳米二氧化钛的高效光催化氧化作用使粘土表面吸附的污染物分解，实现光催化剂的再生和循环使用。利用负载的磁性狗304，可以在磁场中实现光催化剂的分离和回收。4、利用四氯化钛水解产生的盐酸作为活化剂来酸化和活化粘土，既提高了粘土的比表面积和吸附能力，又省去了粘土活化所需的加酸步骤，节约了酸的消耗，简化了生产工艺。
具体实施例方式实施例1 向20克凹凸棒土中加入200克去离子水，用JYD650智能型超声波细胞粉碎机超声分散0. 5小时，配制成水与凹凸棒土的质量比为10 1的浆体。
在30°C下，将制备的凹凸棒土浆体加入到60毫升摩尔浓度为2mol · Γ1的四氯化钛水溶液中，搅拌均勻，酸化30分钟，加热使体系升温至90°C，保温反应3小时，得到二氧化钛/ 凹凸棒土纳米复合材料浆液。将二氧化钛/凹凸棒土纳米复合材料浆液降温至10°C，用摩尔浓度为2 mol · L—1 的氨水溶液调节体系PH值为1. 5，加入1. 2克吡咯，搅拌混合均勻后，边搅拌，边向混合体系中滴加20毫升摩尔浓度为2mol · L—1的三氯化铁水溶液，并在10°C下保温反应4小时，得到导电聚吡咯/二氧化钛/凹凸棒土纳米复合材料浆液。向导电聚吡咯/ 二氧化钛/凹凸棒土纳米复合材料浆液中加入20毫升摩尔浓度为Imol -Γ1的氯化亚铁水溶液，混合均勻，得到含有三氯化铁和氯化亚铁的混合浆料，边搅拌，边将含有三氯化铁和氯化亚铁的混合浆料加入到摩尔浓度为2mol · L—1的氨水溶液中， 控制反应温度为50°C，混合浆料加完后的体系pH值为8，继续保温反应1小时，得到磁性聚吡咯/二氧化钛/凹凸棒土复合光催化剂浆料。过滤，并用洗涤去离子水洗至滤液pH值呈中性，在80°C下鼓风干燥3小时，粉碎， 得到磁性聚吡咯/二氧化钛/凹凸棒土纳米复合光催化剂粉体。纳米复合光催化剂中二氧化钛与凹凸棒土质量比为0. 4793 1，聚吡咯与凹凸棒土的质量比为0. 06 1,四氧化三铁与凹凸棒土的质量比为0. 2315 :1。实施例2 在实施例2中除将凹凸棒土换成硅藻土以外，其他工艺参数和操作方法均与实施例1相同，得到磁性聚吡咯/ 二氧化钛/硅藻土纳米复合光催化剂粉体。纳米复合光催化剂中二氧化钛与硅藻土质量比为0. 4793 :1，聚吡咯与硅藻土的质量比为0. 06 :1， 四氧化三铁与硅藻土的质量比为0. 2315 :1。实施例3 在实施例3中除将凹凸棒土换成膨润土以外，其他工艺参数和操作方法均与实施例1相同，得到磁性聚吡咯/ 二氧化钛/膨润土纳米复合光催化剂粉体。纳米复合光催化剂中二氧化钛与膨润土质量比为0. 4793 :1，聚吡咯与硅藻土的质量比为0. 06 :1， 四氧化三铁与硅藻土的质量比为0. 2315 :1。实施例4 在实施例4中除将凹凸棒土换成海泡石以外，其他工艺参数和操作方法均与实施例1相同，得到磁性聚吡咯/ 二氧化钛/海泡石纳米复合光催化剂粉体。纳米复合光催化剂中二氧化钛与海泡石质量比为0.4793 :1，聚吡咯与硅藻土的质量比为0. 06 1,四氧化三铁与硅藻土的质量比为0. 2315 :1。实施例5 向200克凹凸棒土中加入1000克去离子水，用小型高压均质机(上海东华高压均质机厂)分散1小时，配制成水与凹凸棒土的质量比为5 1的浆体。在10°C时，将制备的凹凸棒土浆体加入到1250毫升摩尔浓度为0. 5mol · Γ1的四氯化钛水溶液中，搅拌均勻，酸化240分钟，加热使体系升温至80°C，保温反应10小时，得到二氧化钛/凹凸棒土纳米复合材料浆液。将二氧化钛/凹凸棒土纳米复合材料浆液降温至0°C，用摩尔浓度为4mol · Γ1的氢氧化钠水溶液调节体系PH值为2. 0，加入6克吡咯，搅拌混合均勻后，边搅拌，边向混合体系中滴加68. 8毫升摩尔浓度为2. 5mol · L—1的三氯化铁水溶液，并在0°C下保温反应12小时，得到导电聚吡咯/ 二氧化钛/凹凸棒土纳米复合材料浆液。向导电聚吡咯/ 二氧化钛/凹凸棒土纳米复合材料浆液中加入43毫升摩尔浓度为2mol -Γ1的氯化亚铁水溶液，混合均勻，得到含有三氯化铁和氯化亚铁的混合浆料，边搅拌，边将含有三氯化铁和氯化亚铁的混合浆料加入到摩尔浓度为3mol · L—1的氨水溶液中， 控制反应温度为30°C，混合浆料加完后的体系pH值为9，继续保温反应2小时，得到磁性聚吡咯/二氧化钛/凹凸棒土复合光催化剂浆料。过滤，并用洗涤去离子水洗至滤液pH值呈中性，在60 0C下鼓风干燥12小时，粉碎， 得到磁性聚吡咯/二氧化钛/凹凸棒土纳米复合光催化剂粉体。纳米复合光催化剂中二氧化钛与凹凸棒土质量比为0. 2496 1，聚吡咯与凹凸棒土的质量比为0. 03 1,四氧化三铁与凹凸棒土的质量比为0. 0996 :1。实施例6 向100克凹凸棒土中加入2000克去离子水，用ME100型高剪切混合乳化机高速(7000转/分钟)分散3小时，配制成水与凹凸棒土的质量比为20 1的浆体。在60°C时，将制备的凹凸棒土浆体加入到282毫升摩尔浓度为4mol · Γ1的四氯化钛水溶液中，搅拌均勻，酸化10分钟，加热使体系升温至120°C，保温反应1小时，得到二氧化钛/凹凸棒土纳米复合材料浆液。将二氧化钛/凹凸棒土纳米复合材料浆液降温至40°C，用摩尔浓度为Imol 的氢氧化钾水溶液调节体系PH值为2. 5，加入10克吡咯，搅拌混合均勻后，边搅拌，边向混合体系中滴加259毫升摩尔浓度为Imol · L—1的三氯化铁水溶液，并在40°C下保温反应2小时，得到导电聚吡咯/ 二氧化钛/凹凸棒土纳米复合材料浆液。向导电聚吡咯/ 二氧化钛/凹凸棒土纳米复合材料浆液中加入259毫升摩尔浓度为0. 5mol -Γ1的氯化亚铁水溶液，混合均勻，得到含有三氯化铁和氯化亚铁的混合浆料，边搅拌，边将含有三氯化铁和氯化亚铁的混合浆料加入到摩尔浓度为Imol · L—1的氨水溶液中，控制反应温度为70°C，混合浆料加完后的体系pH值为7. 5，继续保温反应0. 5小时，得到磁性聚吡咯/二氧化钛/凹凸棒土复合光催化剂浆料。过滤，并用洗涤去离子水洗至滤液pH值呈中性，在100 0C下鼓风干燥2小时，粉碎， 得到磁性聚吡咯/二氧化钛/凹凸棒土纳米复合光催化剂粉体。纳米复合光催化剂中二氧化钛与凹凸棒土质量比为0.901 :1，聚吡咯与凹凸棒土的质量比为0. 1 :1，四氧化三铁与凹凸棒土的质量比为0. 2998 :1。比较例1 在比较例1中，除将实施例1中加入凹凸棒土的工序删除以外，其他操作均与实施例1相同，具体操作步骤如下
在30°C下，将200克去离子水加入到60毫升摩尔浓度为2mol · Γ1的四氯化钛水溶液中，搅拌30分钟，加热使体系升温至90°C，保温反应3小时，得到纳米二氧化钛分散液。将纳米二氧化钛分散液降温至10°C，用摩尔浓度为2 mol ·厂1的氨水溶液调节体系PH值为1. 5，加入1. 2克吡咯，搅拌混合均勻后，边搅拌，边向混合体系中滴加20毫升摩尔浓度为2mol · L—1的三氯化铁水溶液，并在10°C下保温反应4小时，得到导电聚吡咯/ 二氧化钛纳米复合材料浆液。向导电聚吡咯/ 二氧化钛纳米复合材料浆液中加入20毫升摩尔浓度为Imol · L—1 的氯化亚铁水溶液，混合均勻，得到含有三氯化铁和氯化亚铁的混合浆料，边搅拌，边将含有三氯化铁和氯化亚铁的混合浆料加入到摩尔浓度为2mol -Γ1的氨水溶液中，控制反应温度为50°C，混合浆料加完后的体系pH值为8，继续保温反应1小时，得到磁性聚吡咯/ 二氧化钛复合光催化剂浆料。过滤，并用洗涤去离子水洗至滤液pH值呈中性，在80°C下鼓风干燥3小时，粉碎， 得到磁性聚吡咯/二氧化钛纳米复合光催化剂粉体。比较例2 在比较例2中，除将实施例1中步骤3工序删去以外，其他操作均与实施例1相同，具体操作步骤如下
向20克凹凸棒土中加入200克去离子水，用JYD650智能型超声波细胞粉碎机超声分散0. 5小时，配制成水与凹凸棒土的质量比为10 1的浆体。在30°C下，将制备的凹凸棒土浆体加入到60毫升摩尔浓度为2mol · Γ1的四氯化钛水溶液中，搅拌均勻，酸化30分钟，加热使体系升温至90°C，保温反应3小时，得到二氧化钛/凹凸棒土纳米复合材料浆液。将二氧化钛/凹凸棒土纳米复合材料浆液降温至10°C，用摩尔浓度为2 mol · L—1 的氨水溶液调节体系PH值为1. 5，向混合体系中滴加20毫升摩尔浓度为2mol · L—1的三氯化铁水溶液和20毫升摩尔浓度为Imol -Γ1的氯化亚铁水溶液，混合均勻，得到含有三氯化铁和氯化亚铁的混合浆料，边搅拌，边将含有三氯化铁和氯化亚铁的混合浆料加入到摩尔浓度为2mol · L—1的氨水溶液中，控制反应温度为50°C，混合浆料加完后的体系pH值为8， 继续保温反应1小时，得到磁性二氧化钛/凹凸棒土复合光催化剂浆料。过滤，并用洗涤去离子水洗至滤液pH值呈中性，在80°C下鼓风干燥3小时，粉碎， 得到磁性二氧化钛/凹凸棒土纳米复合光催化剂粉体。纳米复合光催化剂中二氧化钛与凹凸棒土质量比为0. 4793 :1，四氧化三铁与凹凸棒土的质量比为0. 2315:1。比较例3 在比较例3中，除将实施例1中步骤4工序删去以外，其他操作均与实施例1相同，具体操作步骤如下
向20克凹凸棒土中加入200克去离子水，用JYD650智能型超声波细胞粉碎机超声分散0.5小时，配制成水与凹凸棒土的质量比为10:1的浆体。在30°C下，将制备的凹凸棒土浆体加入到60毫升摩尔浓度为2mol · Γ1的四氯化钛水溶液中，搅拌均勻，酸化30分钟，加热使体系升温至90°C，保温反应3小时，得到二氧化钛/凹凸棒土纳米复合材料浆液。将二氧化钛/凹凸棒土纳米复合材料浆液降温至10°C，用摩尔浓度为2 mol · L—1 的氨水溶液调节体系PH值为1. 5，加入1. 2克吡咯，搅拌混合均勻后，边搅拌，边向混合体系中滴加20毫升摩尔浓度为2mol · L—1的三氯化铁水溶液，并在10°C下保温反应4小时，得到导电聚吡咯/二氧化钛/凹凸棒土纳米复合材料浆液。过滤，并用洗涤去离子水洗至滤液pH值呈中性，在80°C下鼓风干燥3小时，粉碎， 得到聚吡咯/二氧化钛/凹凸棒土纳米复合光催化剂粉体。纳米复合光催化剂中二氧化钛与凹凸棒土质量比为0. 4793 1，聚吡咯与凹凸棒土的质量比为0.06 :1。比较例4 在比较例3中，除将实施例1中步骤2中反应温度设为70°C以夕卜，其他操作均与实施例1相同，具体操作步骤如下
向20克凹凸棒土中加入200克去离子水，用JYD650智能型超声波细胞粉碎机超声分散0. 5小时，配制成水与凹凸棒土的质量比为10 1的浆体。在30°C下，将制备的凹凸棒土浆体加入到60毫升摩尔浓度为2mol · Γ1的四氯化钛水溶液中，搅拌均勻，酸化30分钟，加热使体系升温至70°C，保温反应3小时，得到二氧化钛/凹凸棒土纳米复合材料浆液。将二氧化钛/凹凸棒土纳米复合材料浆液降温至10°C，用摩尔浓度为2 mol · L—1 的氨水溶液调节体系PH值为1. 5，加入1. 2克吡咯，搅拌混合均勻后，边搅拌，边向混合体系中滴加20毫升摩尔浓度为2mol · L—1的三氯化铁水溶液，并在10°C下保温反应4小时，得到导电聚吡咯/二氧化钛/凹凸棒土纳米复合材料浆液。向导电聚吡咯/ 二氧化钛/凹凸棒土纳米复合材料浆液中加入20毫升摩尔浓度为Imol -Γ1的氯化亚铁水溶液，混合均勻，得到含有三氯化铁和氯化亚铁的混合浆料，边搅拌，边将含有三氯化铁和氯化亚铁的混合浆料加入到摩尔浓度为2mol · L—1的氨水溶液中， 控制反应温度为50°C，混合浆料加完后的体系pH值为8，继续保温反应1小时，得到磁性聚吡咯/二氧化钛/凹凸棒土复合光催化剂浆料。过滤，洗涤，在80°C下鼓风干燥3小时，粉碎，得到磁性聚吡咯/ 二氧化钛/凹凸棒土纳米复合光催化剂粉体。纳米复合光催化剂中二氧化钛与凹凸棒土质量比为0. 4793 1，聚吡咯与凹凸棒土的质量比为0. 06 1,四氧化三铁与凹凸棒土的质量比为0. 2315 :1。比较例5 在比较例3中，除将实施例1中步骤2中反应温度设为50°C以夕卜，其他操作均与实施例1相同，得到磁性聚吡咯/ 二氧化钛/凹凸棒土纳米复合光催化剂粉体。纳米复合光催化剂中二氧化钛与凹凸棒土质量比为0. 4793 1，聚吡咯与凹凸棒土的质量比为0. 06 1,四氧化三铁与凹凸棒土的质量比为0. 2315 :1。比较例6 在比较例3中，除将实施例1中步骤2中反应温度设为30°C以夕卜，其他操作均与实施例1相同，得到磁性聚吡咯/ 二氧化钛/凹凸棒土纳米复合光催化剂粉体。纳米复合光催化剂中二氧化钛与凹凸棒土质量比为0. 4793 1，聚吡咯与凹凸棒土的质量比为0. 06 1,四氧化三铁与凹凸棒土的质量比为0. 2315 1
光催化性能评价
向XPA光化学反应仪(南京胥江机电厂)中加入0. 5克制备的纳米复合光催化材料， 再加入500毫升质量浓度为0. Ig · L—1的活性红M-2B水溶液，开启搅拌并从底部通入流量 0. 02升/分钟的空气，开启紫外灯(功率15瓦、波长254nm)，每隔10分钟抽样15毫升，离心分离，取上层清液进行测试。通过分光光度计在其最大吸收波长下测定溶液的吸光度，降解率按下式计算
权利要求
1.磁性聚吡咯/二氧化钛/粘土纳米复合光催化剂，采用以下方法制备(1)向粘土中加入去离子水配制成粘土浆体，水与粘土的质量比为5 201 ；(2)在1(T60°C时，将步骤1中所得到的粘土浆体加入到摩尔浓度为0.5 4mol化―1的四氯化钛水溶液中，搅拌均勻，酸化10 240分钟，升温至8(T12(TC，保温反应广10小时，得到二氧化钛/粘土纳米复合材料浆液；(3)将步骤2中所得到的二氧化钛/粘土纳米复合材料浆液降温至(T40°C后，用碱液调节体系PH值为1.5 2. 5，加入吡咯单体，再加入摩尔浓度为广2. 5mol · Γ1的三氯化铁水溶液，保温反应2 12小时，得到导电聚吡咯/ 二氧化钛/粘土纳米复合材料浆液；(4)向步骤3所述导电聚吡咯/二氧化钛/粘土纳米复合材料浆液中加入摩尔浓度为 0. 5^2mol · L—1的氯化亚铁水溶液，混合均勻，边搅拌，边将含有三氯化铁和氯化亚铁的混合浆料加入到摩尔浓度为广3 mol - Γ1的氨水溶液中，控制反应温度为3(T70°C，使得混合浆料加完后的体系PH值为7. 5^9,继续保温反应0. 5^2小时，得到磁性聚吡咯/ 二氧化钛/粘土复合光催化剂浆料；(5)过滤，并用洗涤去离子水洗至滤液pH值呈中性，干燥，粉碎，得到磁性聚吡咯/二氧化钛/凹凸棒土纳米复合光催化剂粉体。
2.如权利要求1所述的磁性聚吡咯/二氧化钛/粘土纳米复合光催化剂，其特征在于 步骤(1)所述的粘土为凹凸棒土、硅藻土、膨润土和海泡石中的一种。
3.如权利要求1所述的磁性聚吡咯/二氧化钛/粘土纳米复合光催化剂，其特征在于 步骤(2)所述的四氯化钛用量按其完全反应生成二氧化钛的质量计算，其中二氧化钛与粘土质量比(二氧化钛粘土)为0. 24、. 91 :1。
4.如权利要求1所述的磁性聚吡咯/二氧化钛/粘土纳米复合光催化剂，其特征在于 步骤(3)所述的碱液为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、氨水中的一种，所述的吡咯单体用量以吡咯与粘土的质量比计，吡咯粘土 =0. 03、. 1 :1，所述的三氯化铁水溶液的用量以三氯化铁与粘土的质量比计，三氯化铁粘土 =0. 13^0. 43 :1。
5.如权利要求1所述的磁性聚吡咯/二氧化钛/粘土纳米复合光催化剂，其特征在于 步骤(4)所述的氯化亚铁水溶液的用量以氯化亚铁与三氯化铁的摩尔比计，氯化亚铁三氯化铁的摩尔比=0.5 :1。
6.如权利要求1所述的磁性聚吡咯/二氧化钛/粘土纳米复合光催化剂的制备方法， 包括以下步骤(1)向粘土中加入去离子水配制成粘土浆体，水与粘土的质量比为5 201 ；(2)在1(T60°C时，将步骤1中所得到的粘土浆体加入到摩尔浓度为0.5 4mol化―1的四氯化钛水溶液中，搅拌均勻，酸化10 240分钟，升温至8(T12(TC，保温反应广10小时，得到二氧化钛/粘土纳米复合材料浆液；(3)将步骤2中所得到的二氧化钛/粘土纳米复合材料浆液降温至(T40°C后，用碱液调节体系PH值为1.5 2. 5，加入吡咯单体，再加入摩尔浓度为广2. 5mol · Γ1的三氯化铁水溶液，保温反应2 12小时，得到导电聚吡咯/ 二氧化钛/粘土纳米复合材料浆液；(4)向步骤3所述导电聚吡咯/二氧化钛/粘土纳米复合材料浆液中加入摩尔浓度为 0. 5^2mol · L—1的氯化亚铁水溶液，混合均勻，边搅拌，边将含有三氯化铁和氯化亚铁的混合浆料加入到摩尔浓度为广3 mol - Γ1的氨水溶液中，控制反应温度为3(T70°C，使得混合浆料加完后的体系PH值为7. 5^9,继续保温反应0. 5^2小时，得到磁性聚吡咯/ 二氧化钛/粘土复合光催化剂浆料；(5)过滤，并用洗涤去离子水洗至滤液pH值呈中性，干燥，粉碎，得到磁性聚吡咯/ 二氧化钛/凹凸棒土纳米复合光催化剂粉体。
7.如权利要求6所述的磁性聚吡咯/二氧化钛/粘土纳米复合光催化剂的制备方法， 其特征在于步骤(1)所述的粘土为凹凸棒土、硅藻土、膨润土和海泡石中的一种。
8.如权利要求6所述的磁性聚吡咯/二氧化钛/粘土纳米复合光催化剂的制备方法， 其特征在于步骤(2)所述的四氯化钛用量按其完全反应生成二氧化钛的质量计算，其中二氧化钛与粘土质量比(二氧化钛粘土)为0. 2Γ0. 91 :1。
9.如权利要求6所述的磁性聚吡咯/二氧化钛/粘土纳米复合光催化剂的制备方法， 其特征在于步骤(3)所述的碱液为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、氨水中的一种，所述的吡咯单体用量以吡咯与粘土的质量比计，吡咯粘土 =0. 03、. 1 :1，所述的三氯化铁水溶液的用量以三氯化铁与粘土的质量比计，三氯化铁粘土 =0. 13^0. 43 :1。
10.如权利要求6所述的磁性聚吡咯/二氧化钛/粘土纳米复合光催化剂的其制备方法，其特征在于步骤(4)所述的氯化亚铁水溶液的用量以氯化亚铁与三氯化铁的摩尔比计，氯化亚铁三氯化铁的摩尔比=0. 5 :1。
全文摘要
本发明涉及光催化剂，特指一种磁性聚吡咯/二氧化钛/粘土纳米复合光催化剂及其制备方法。本发明先以粘土为基体，采用原位合成法制备纳米二氧化钛/粘土复合材料，同时四氯化钛水解产生的盐酸用于合成导电聚吡咯，合成导电聚吡咯所用氧化剂形成磁性载体，从而制备高活性可回收的纳米复合光催化剂。
文档编号B01J31/38GK102389837SQ201110285350
公开日2012年3月28日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者刘文杰, 吴凤芹, 姚超, 孔泳, 李超, 李锦春, 李霞章, 纪俊玲 申请人:常州大学