一种磁性纳米光催化剂及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环保催化剂领域，具体涉及一种处理有机废水用磁性纳米光催化剂及制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来，我国化工、制药工业不断产生的高浓度难降解有机废水已引起人们广泛关注，这些高浓度难生化废水很难采用常规的生物或物理化学方法处理，目前采用的处理技术基本都属于分离过程，如沉降，絮凝，过滤，吸附，气提等。这类过程具有工业成熟，易于实现大规模工业化的优点，然而这些过程是将污染物分离或浓缩，或者只是将污染物从一相转移到另一相。并没有使污染物得到破坏而实现无害化，通常不可避免的带来废料或二次污染，废水中难降解有毒有机物会对自然生态环境造成严重的破坏，如对土壤及地表水、地下水造成破坏性污染，最终进入人类食品链，导致严重社会问题，因此，发展彻底销毁该类有机污染物处理技术是环保领域急需解决的一大课题。
[0003]以纳米T12为代表的光催化技术已成为目前研究的热点。纳米T12是一种高性能的光催化剂，由于催化效率高、无毒、无污染等优点，可应用在净化、除菌及降解各种有机化合物等很多领域，尤其在光催化光降解工业废水中取得了较好的效果，但是由于纳米T12粉体回收困难，难以循环使用，致使以纳米T12处理废水的成本较高而无法工业化应用，将T12与磁性物质相结合在一起形成复合纳米颗粒的磁性光催化剂，既可以保持较高度光催化活性，又可利用磁分离技术方便迅速的回收磁性光催化剂，引起越来越多的兴趣。
[0004]目前磁性纳米光催化剂的制备方法一般是分步进行，首先合成纳米四氧化三铁粒子(或其他磁性物质颗粒)，然后再用溶胶-凝胶法/沉淀法等在四氧化三铁颗粒(或其他磁性物质颗粒)表面包覆氧化钛层，最后通过高温煅烧获得纳米光催化剂产品，例如专利(申请号:200910117405)公开了一种磁性负载纳米光催化剂Ti02/Fe304的制作方法:1)采用共沉淀法，以硫酸亚铁、硫酸铁、氨水为主要原料，制备出分散性较好的黑色的纳米Fe304颗粒；2)用溶胶-凝胶法在Fe304的表面包覆一层具有光催化性的Ti02，形成核-壳结构的Ti02/Fe304复合材料，最后通过高温煅烧获得产品。上述制备方法周期长、步骤多、不易控制、形成的颗粒容易团聚。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种磁性纳米光催化剂及制备方法，为了达到上述发明目的，本发明具体是这样来实现的:一种磁性纳米光催化剂及其制备方法，其特征在于磁性纳米光催化剂为钛、氧与铁形成的固溶体纳米颗粒，元素组成为铁50-90%，钛 10-30%，氧 20-40%。
[0006]所述的铁盐可采用各种可溶性无机铁盐和有机铁盐；钛盐可采用各种可溶性无机钛盐和有机盐。
[0007]所述的助剂为各种还原性有机试剂包括但不限于聚乙烯醇、醋酸乙酯、聚山梨醇坐寸O
[0008]所述的高温高压反应器所述的高温高压反应器反应条件是温度达到380度以上，压力在25MPa以上。
[0009]制备上述催化剂的方法，包括以下步骤:
Cl)按按重量百分比配制如下溶液:铁盐0.01-10%，钛盐0.01-10%，助剂0.01-10%，
(2)用柱塞泵将铁盐、钛盐和助剂溶液打入高温高压反应器进行水热反应一定时间后流出冷却后，利用磁石吸附获得磁性纳米光催化剂固体颗粒。
[0010]本发明方法制备的磁性纳米光催化剂催化效率高、回收容易、制备过程简单，容易实现工业化生产。
【具体实施方式】
[0011]实施例1:
配制1%硝酸铁溶液、0.1%硝酸钛溶液、0.01%聚乙烯醇溶液，用柱塞泵按10ml/min流速分别将上述溶液打入体积为10ml的高温高压反应器，控制反应温度400度、压力23MPa，水热反应时间2分钟流出，经冷却后，利用磁石吸附作用，收集获得磁性纳米光剂催化剂固体颗粒，粒度80nm。
[0012]实施例2:
配制1%硝酸铁溶液、0.01%硝酸钛溶液、0.01%聚乙烯醇溶液，用柱塞泵按10ml/min流速分别将上述溶液打入体积为10ml的高温高压反应器，控制反应温度400度、压力30MPa，进行水热反应时间I分钟流出，经冷却后，利用磁石吸附作用，收集获得磁性纳米光剂催化剂固体颗粒，粒度30nm。
【主权项】
1.一种磁性纳米光催化剂及制备方法，其特征在于所述的磁性纳米光催化剂是一种由钛、氧与铁形成的纳米固溶体，元素组成为铁50-90%，钛10-30%，氧20-40%，按重量百分比配制如下溶液:铁盐0.01-10%，钛盐0.01-10%，助剂0.01-10% ;用柱塞泵分别将上述溶液打入高温高压反应器进行水热反应一定时间后流出，冷却后，利用磁石吸附获得磁性纳米光剂催化剂固体颗粒。
2.根据权利要求1所述的磁性纳米光催化剂及制备方法，其特征在于所述的铁盐可采用各种可溶性无机铁盐和有机铁盐；过渡金属盐可采用各种可溶性盐和有机盐；钛盐可采用各种可溶性无机和有机钛盐。
3.根据权利要求1所述的磁性纳米光催化剂及制备方法，特征在于所述的助剂为各种还原性有机试剂包括但不限于聚乙烯醇、醋酸乙酯、聚山梨醇等。
4.根据权利要求1所述的磁性纳米光催化剂及制备方法，特征在于所述的高温高压反应器反应条件是温度达到380度以上，压力在25MPa以上。
【专利摘要】本发明涉及一种磁性纳米光催化剂及制备方法，所述的磁性纳米光催化剂是一种由钛、氧与铁形成的纳米固溶体，元素组成为铁50-90%，钛10-30%，氧20-40%，其制备方法是用柱塞泵将铁盐、钛盐和助剂溶液打入高温高压反应器进行水热反应一定时间后流出，冷却后，利用磁石吸附获得磁性纳米光催化剂固体颗粒，本发明方法制备的磁性纳米光催化剂催化效率高、回收容易、制备过程简单，容易实现工业化生产。
【IPC分类】B01J35-02, B01J23-745
【公开号】CN104707609
【申请号】CN201310691731
【发明人】于文利, 张云, 舒永泉
【申请人】苏州世纪正源环保科技有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2013年12月17日