水楊酸表面修飾納米TiO₂磁性復(fù)合材料及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種水楊酸表面修飾納米TiO2磁性復(fù)合材料及制備方法，采用共還原沉積法制備Fe/Ni雙金屬納米顆粒；采用直接包覆法在Fe/Ni磁核上直接包覆SiO2凝膠前體；以SiO2@Fe/Ni為模板采用溶膠?凝膠法和表面修飾技術(shù)合成良好光催化活性的水楊酸表面修飾磁性雙金屬/SiO2/TiO2核?殼納米復(fù)合光催化新材料。本發(fā)明以Fe/Ni作為磁核，逐層包覆SiO2和TiO2，最后通過(guò)表面修飾，使TiO2納米材料可磁性回收，增大比表面積，提高表面羥基等多基團(tuán)以利于吸附，通過(guò)表面修飾實(shí)現(xiàn)其可見(jiàn)光響應(yīng)，同時(shí)通過(guò)Fe/Ni抑制電子?空穴對(duì)復(fù)合協(xié)同增強(qiáng)可見(jiàn)光光催化和吸附能力。
【專利說(shuō)明】
水楊酸表面修飾納米T i O2磁性復(fù)合材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[000?]本發(fā)明屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水楊酸表面修飾納米Ti02磁性復(fù)合材料及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]芳香族污染物(如染料、硝基苯酚)引起的環(huán)境問(wèn)題已成為21世紀(jì)影響人類生存與健康的重大問(wèn)題。這類污染物毒性大、難降解，在低濃度情況下也可對(duì)動(dòng)物和人類產(chǎn)生“三致”效應(yīng)(致癌、致畸、致突變)和環(huán)境激素效應(yīng)。由于其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、毒性大，用現(xiàn)有的污染控制技術(shù)(如生物技術(shù)、物理化學(xué)方法)難以處理。砷是水體中常見(jiàn)的污染物，無(wú)機(jī)砷一般以As(m)和As(V)兩種形態(tài)存在。AS(m)的毒性約為As(V)的60倍，且AS(m)的移動(dòng)性較As(V)大，因而不易從水體中除去。但是，通過(guò)氧化反應(yīng)將AS(m)轉(zhuǎn)化為As(V)，可增加砷在吸附劑表面的吸附和固定能力，并降低其毒性。
[0003]光催化氧化是一種綠色高效的高級(jí)氧化技術(shù)，是污染控制技術(shù)研究的熱點(diǎn)和前沿領(lǐng)域，納米二氧化鈦，被認(rèn)為是最高效、環(huán)境友好型的非均相光催化劑，被廣泛用于光催化降解各類有機(jī)污染物。早期的研究主要集中在懸浮體系即T12粉末上，但懸浮體相T12存在分離困難，難以回收利用以及容易造成二次環(huán)境效應(yīng)等缺點(diǎn)，為此負(fù)載型T12光催化劑的研究應(yīng)運(yùn)而生。許多學(xué)者將T12負(fù)載在玻璃、陶瓷及微珠等材料上面。負(fù)載型T12光催化劑盡管克服了回收困難的問(wèn)題，但也存在著起作用的催化劑總量減少、光源難于布局、總體效率降低等缺點(diǎn)。因此，許多學(xué)者將目光集中在了制備既有粉末態(tài)高效率的特點(diǎn)，又兼有回收性能的T12光催化劑的研究上。一些研究者采用磁性物質(zhì)作為載體來(lái)負(fù)載T12,從而制備出能通過(guò)磁力進(jìn)行分離回收的磁性光催化劑。T -Fe203、Fe304、CoFe204、NiFe204等鐵的氧化物由于磁性能較好和成本低廉，常被用作上述催化劑的磁性組分。
[0004]但是BEYDOU研究表明:核/殼(Fe3OVT12)復(fù)合材料，納米Fe3O4很容易被氧化，并且熱處理會(huì)使磁基體納米Fe3(k和Ti02包覆層之間發(fā)生交互作用，使過(guò)渡金屬離子從磁核部分?jǐn)U散到光催化活性組分的外層。在光催化過(guò)程中T12產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)容易迀移至磁性材料表面，導(dǎo)致電子-空穴對(duì)的復(fù)合率高，光量子產(chǎn)率較低，使其光催化活性較低，光利用率低。
[0005]此外Fe304/Ti02復(fù)合材料制備往往需要在400°C以上進(jìn)行熱處理，以獲得銳鈦礦晶型的T12,而γ-Fe2O3和Fe3O4等的熱穩(wěn)定性較差，在400°C或更低溫度下即轉(zhuǎn)變?yōu)槿醮判缘腛-Fe2O3。同時(shí)超細(xì)γ -Fe2O3(或Fe3O4)具有很強(qiáng)的團(tuán)聚能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種水楊酸表面修飾納米T12磁性復(fù)合材料及制備方法，旨在解決催化劑分離困難，難以回收利用以及容易造成二次環(huán)境效應(yīng)，催化劑只能對(duì)紫外光催化響應(yīng)，無(wú)法利用可見(jiàn)光，T12光催化過(guò)程中電子-空穴對(duì)易復(fù)合，T12比表面積小，吸附能力弱，納米粉體介質(zhì)中的界面相容性較差，T12表面基團(tuán)少，與污染物特別是重金屬離子吸附能力不強(qiáng)的缺陷的問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種水楊酸表面修飾納米Ti02磁性復(fù)合材料的制備方法，該水楊酸表面修飾納米Ti02磁性復(fù)合材料的制備方法采用共還原沉積法制備Fe/Ni雙金屬納米顆粒;采用直接包覆法在Fe/Ni磁核上直接包覆S12凝膠前體；以Si02@Fe/Ni為模板采用溶膠-凝膠法和表面修飾技術(shù)合成良好光催化活性的水楊酸表面修飾磁性雙金屬/S12/T i02核-殼納米復(fù)合光催化新材料。
[0008]進(jìn)一步，所述采用共還原沉積法制備Fe/Ni雙金屬納米顆粒具體包括:
[0009]首先稱取4.17g的FeSO4.7H20和1.25g的NiCl2.6H20和1.8g的KBH4，分別溶于一定體積乙醇一水混合體系中(醇/水體積比為I:5)；
[0010]然后在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，混合攪拌數(shù)分鐘后，將30mLlmol/L的KBH4溶液快速滴加到上述體系中，滴加完畢后，在100rad/min轉(zhuǎn)速條件下，繼續(xù)攪拌，反應(yīng)30min，得到的黑色產(chǎn)物；
[0011]用磁鐵分離，并棄去上層液體，再用去離子水和無(wú)水乙醇分別洗滌3次，真空抽濾；最后在烘箱中于70°C下，烘干黑色產(chǎn)物，即得所需的納米Fe/Ni合金，充氮?dú)饷芊獗４?，備用?br>[0012]進(jìn)一步，所述采用共還原沉積法制備Fe/Ni雙金屬納米顆粒反應(yīng)式如下:
[0013 ] Fe2++2BH4>6H20^Fe°+2B (0H)3+7H2T
[0014]Ni2++2BH4—+6H2O—Ni0+2B(OH)3+7H2T。
[0015]進(jìn)一步，所述采用直接包覆法，通過(guò)溶膠-凝膠法在Fe/Ni磁核上直接包覆S12凝膠前體具體包括:
[0016]稱取0.5gFe/Ni，加入I1mL乙醇一水混合體系中(醇/水體積比為100:10)超聲30min后加入5mL正硅酸乙酯、I OmL異丙醇、2.0g十六烷基三甲基溴化銨和I OmL氨水，在40 °C下水浴6h，用磁鐵分離，并棄去上層液體，用蒸餾水和無(wú)水乙醇洗三遍，抽濾后放到80°C烘箱烘6h;
[0017]放到馬弗爐以一定溫度煅燒2.5小時(shí)，密封保存，備用。
[0018]進(jìn)一步，所述以Si02@Fe/Ni為模板采用水熱法合成良好光催化活性的磁性雙金屬/Si02/Ti02核-殼納米復(fù)合光催化新材料具體包括:
[0019]稱取0.1g Si02@Fe/Ni，加入Iml鈦酸正四丁酯和35mL乙醇，超聲分散1min左右，在電動(dòng)攪拌器的劇烈攪拌下逐滴滴加乙醇一水混合體系中，水/醇體積比為I: 5，繼續(xù)攪拌2h后，得到的產(chǎn)物；
[0020]用磁鐵分離，并棄去上層液體，再用無(wú)水乙醇洗滌數(shù)次，真空抽濾，烘干;再將粉末置于500°C的馬弗爐中焙燒2h，即得所需的Ti02@Si02@Fe/Ni核-殼納米粒子，保存，備用。[0021 ] 進(jìn)一步，所述磁性納米Ti02@Si02@Fe/Ni復(fù)合材料表面修飾包括:
[0022]用膜透析法將1.0g磁性納米Ti02@Si02@Fe/Ni復(fù)合材料加入飽和水楊酸溶液中，避光攪拌24h，過(guò)濾，將經(jīng)表面修飾后的納米復(fù)合材料超純水清洗去除未參與反應(yīng)的水楊酸，在105 °C下烘干至恒重，備用。
[0023]進(jìn)一步，Si02@Fe/Ni代表Si02是殼，里面的是核。
[0024]本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述水楊酸表面修飾納米T12磁性復(fù)合材料的制備方法制備的水楊酸表面修飾納米T12磁性復(fù)合材料，所述水楊酸表面修飾納米T12磁性復(fù)合材料以磁性Fe/Ni雙金屬為核，通過(guò)包覆S12后，在最外層負(fù)載納米T12材料，并采用水楊酸進(jìn)行表面修飾。
[0025]本發(fā)明提供的水楊酸表面修飾納米T12磁性復(fù)合材料及制備方法，以Fe/Ni作為磁核，逐層包覆S12和T12，最后通過(guò)表面修飾，使T12納米材料可磁性回收，增大比表面積，提高表面羥基等多基團(tuán)以利于吸附，通過(guò)表面修飾實(shí)現(xiàn)其可見(jiàn)光響應(yīng)，同時(shí)通過(guò)Fe/Ni抑制電子-空穴對(duì)復(fù)合協(xié)同增強(qiáng)可見(jiàn)光光催化和吸附能力。
[0026]本發(fā)明采用三步法制備磁性雙金屬/Si02/Ti02核-殼納米復(fù)合新材料。第一步采用共還原沉積法制備Fe/Ni雙金屬納米顆粒，工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備要求低;第二步采用直接包覆法在Fe/Ni磁核上直接包覆S12凝膠前體，在較低的溫度熱處理后形成具有良好磁性納米催化劑Si02@Fe/Ni，避免了高溫?zé)崽幚韺?duì)催化活性產(chǎn)生的不利影響，既簡(jiǎn)化了工藝，又保證了復(fù)合催化劑具有較高的催化活性以及良好的磁分離回收性能。第三步以Si02@Fe/Ni為模板采用溶膠-凝膠法合成具有良好光催化活性的磁性雙金屬/Si02/Ti02核-殼納米復(fù)合光催化新材料。可以通過(guò)控制各個(gè)步驟的原料配比和反應(yīng)條件制備出穩(wěn)定、超順磁性復(fù)合材料。
[0027]本發(fā)明Fe/Ni雙金屬材料作為磁核具有高飽和磁化強(qiáng)度、低矯頑力、高磁導(dǎo)率等獨(dú)特的軟磁材料性能，可解決金屬磁性材料的高頻損耗大和鐵氧體材料飽和磁化強(qiáng)度低的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)催化劑材料的回收再利用。
[0028]本發(fā)明Fe/Ni雙金屬材料具有還原性，可吸收納米T12光催化產(chǎn)生的電子，解決T12光催化過(guò)程中電子-空穴對(duì)易復(fù)合的缺陷，提高光生電子和空穴的分離效率，協(xié)同提高其.0Η(羥基自由基)和02—.(超氧離子)產(chǎn)生量，加強(qiáng)其氧化能力，此外Fe。在水中可形成FeOOH，有利于對(duì)砷的吸附；
[0029]本發(fā)明過(guò)渡層S12不僅可以提高磁性納米粒的穩(wěn)定性，而且形成的多空隙結(jié)構(gòu)為富集生物及有機(jī)分子提供了合適的空間，大大提高了粒子外層的分子結(jié)合密度，也相應(yīng)提高了單位體積納米粒子的分離效率。
[0030]本發(fā)明在Fe/Ni納米顆粒表面包裹S12后，可使T12和S12界面間形成Ti 一O—Si鍵，增強(qiáng)了 T12負(fù)載的牢固性，同時(shí)又減小了磁核對(duì)T12的不利影響，可使磁性粒子具有良好的抗氧化性、生物相容性及分散穩(wěn)定性。
[0031]本發(fā)明通過(guò)水楊酸表面修飾，擴(kuò)大了磁性納米Ti02對(duì)波長(zhǎng)響應(yīng)范圍，使光吸收帶發(fā)生紅移，對(duì)波長(zhǎng)的響應(yīng)范圍擴(kuò)大到可見(jiàn)光區(qū)，實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光催化降解。
[0032]本發(fā)明表面修飾使納米T12表面羥基發(fā)生類類酯化反應(yīng)，并形成穩(wěn)定性強(qiáng)的六元環(huán)化合物，耐酸、堿性程度提高，在磁性納米T12表面聯(lián)結(jié)苯環(huán)，提高其對(duì)芳香族污染物的親合力。同時(shí)，納米表面具有羥基、羧基等親水性基團(tuán)，改變納米粉體表面的可潤(rùn)濕性，增強(qiáng)納米粉體在介質(zhì)中的界面相容性，提高其在介質(zhì)中的分散性，避免團(tuán)聚。
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的水楊酸表面修飾納米T12磁性復(fù)合材料的制備方法流程圖。
[0034]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的水楊酸表面修飾納米T12磁性復(fù)合材料的X射線衍射(XRD)分析示意圖。
[0035]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的掃描電子顯微鏡(SEM/EDS)分析圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0037]本發(fā)明以磁性Fe/Ni雙金屬為核，通過(guò)包覆S12后，在最外層負(fù)載納米T12材料，并采用水楊酸進(jìn)行表面修飾。最終制備完成水楊酸表面修飾納米Ti02@Si02@Fe/Ni磁性材料。
[0038]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。
[0039]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的水楊酸表面修飾納米T12磁性復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟:
[0040]SlOl:稱取一定量的FeSO4.7H20和NiCl2.6H20和KBH4，分別溶于一定體積乙醇一水混合體系中，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，混合攪拌，將KBH4溶液快速滴加到上述體系中攪拌，分離，真空抽濾，烘干黑色產(chǎn)物，得納米Fe/Ni合金，充氮?dú)饷芊獗４?，備用?br>[0041 ] S102:稱取一定量Fe/Ni，加入一定量乙醇一水混合體系中，包覆法制備S12OFe/Ni核-殼納米粒子；
[0042]S103:稱取一定量Si02@Fe/Ni，加入Iml鈦酸正四丁酯和35mL乙醇，超聲分散1min左右，溶膠-凝膠法制備Ti02@Si02@Fe/Ni核-殼納米粒子；
[0043]S104:用膜透析法將一定量磁性納米Ti02@Si02@Fe/Ni復(fù)合材料加入飽和水楊酸(SA)溶液中，避光攪拌24h，過(guò)濾，將經(jīng)表面修飾后的納米復(fù)合材料(SA-FST)超純水清洗去除未參與反應(yīng)的水楊酸，在105°C下烘干至恒重，備用。
[0044]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步的描述。
[0045]1.1.1液相還原法制備Fe/Ni磁性納米粒子
[0046]稱取一定量的FeSO4.7H20和NiCl2.6H20和KBH4，分別溶于一定體積乙醇一水混合體系中，然后在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，混合攪拌數(shù)分鐘后，將一定量的KBH4溶液快速滴加到上述體系中，滴加完畢后，在100rad/min轉(zhuǎn)速條件下，繼續(xù)攪拌，反應(yīng)一段時(shí)間，得到的黑色產(chǎn)物，用磁鐵分離，并棄去上層液體，再用去離子水和無(wú)水乙醇分別洗滌3次，真空抽濾;最后在烘箱中于70°C下，烘干黑色產(chǎn)物，即得所需的納米Fe/Ni合金，充氮?dú)饷芊獗４?，備用?br>[0047]反應(yīng)式如下:
[0048]Fe2++2BH4>6H20^Fe°+2B(0H)3+7H2T[0049 ] Ni 2++2BH4—+6H20—Ni Q+2B (0H)3+7H2T
[0050] 1.1.2包覆法制備Mult1-Si02@Fe/Ni核-殼納米粒子
[0051 ] 稱取一定量Fe/Ni，加入一定量乙醇一水混合體系中(醇/水體積比為100:10)超聲一定時(shí)間后加入一定量正硅酸乙酯、異丙醇、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)和氨水，水浴6h，用磁鐵分離，并棄去上層液體，用蒸餾水和無(wú)水乙醇洗三遍，抽濾后放到80°C烘箱烘6h，最后放到馬弗爐以一定溫度煅燒2.5小時(shí)。密封保存，備用。重復(fù)此步驟即可進(jìn)行二次或多次包覆，以調(diào)節(jié)S12包覆層的厚度及顆粒的大小。
[0052]1.1.3溶膠-凝膠法制備Ti02@Si02@Fe/Ni核-殼納米粒子
[0053]稱取一定量Si02@Fe/Ni，加入Iml鈦酸正四丁酯和35mL乙醇，超聲分散1min左右，在電動(dòng)攪拌器的劇烈攪拌下逐滴滴加一定量乙醇一水混合體系中(水/醇體積比為1:5)，繼續(xù)攪拌2h后，得到的產(chǎn)物，用磁鐵分離，并棄去上層液體，再用無(wú)水乙醇洗滌數(shù)次，真空抽濾，烘干;再將粉末置于一定溫度的馬弗爐中焙燒2h，即得所需的Ti02@Si02@Fe/Ni (縮寫(xiě):FST)核-殼納米粒子，保存，備用。
[0054]1.1.4磁性納米Ti02@Mult1-Si02@Fe/Ni復(fù)合材料表面修飾
[0055]用膜透析法將一定量磁性納米Ti02@Si02@Fe/Ni復(fù)合材料加入飽和水楊酸(SA)溶液中，避光攪拌24h，過(guò)濾，將經(jīng)表面修飾后的納米復(fù)合材料(SA-FST)超純水清洗去除未參與反應(yīng)的水楊酸，在105°C下烘干至恒重，備用。
[0056]下面結(jié)合實(shí)驗(yàn)對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用效果作詳細(xì)的描述。
[0057]I 納米 SA-Ti02@Si02@Fe/Ni (SA-FST)材料表面性質(zhì)研究
[0058]通過(guò)XRD、SEM、BET、FT_IR等方法對(duì)SA-FST核-殼納米復(fù)合光材料進(jìn)行表征。結(jié)果如下:
[0059]1.1磁性分析(VSM)
[0000]通過(guò)的磁滯迴線研究，該材料飽和磁化強(qiáng)度為42emu/g，矯頑約為150e，強(qiáng)度相對(duì)較小，可以認(rèn)為該樣品具有超順磁性。材料在磁場(chǎng)中易磁化，除去外磁場(chǎng)后無(wú)凈磁力殘留，不僅具有較好的磁分離性，而且回收后剩磁小，不影響重復(fù)使用。
[0061 ] 1.2紅外光譜分析(FT-1R)
[0062]通過(guò)對(duì)催化劑的傅里葉紅外譜圖分析，?1600cm—1為-C = O振動(dòng)吸收峰，?1380cm―1為O-H 振動(dòng)吸收峰，SOO-SOOcm—1為T1-O-Ti 振動(dòng)吸收峰，?1085cm—1SS1-O-SST1-O-SUa振動(dòng)吸收峰，表明T12與S12通過(guò)T1-OH和S1-OH化學(xué)鍵合在一起。?1580cm-l為苯環(huán)吸收峰，證明水楊酸表面修飾于T i〇2。
[0063]1.3掃描電子顯微鏡(SEM/EDS)分析
[0064]如圖3:從SEM圖中可看SA-FST納米粒子粒徑約在300-400nm左右，近似卵形，或聚集在一起形成大顆粒，或以多個(gè)小顆粒的形態(tài)分散在顆粒之中。T12負(fù)載在顆粒表層(表層細(xì)小顆粒物)。通過(guò)EDS測(cè)定可看到，顆粒物中含有Fe、N1、T1、C和O元素，且T1、C、0分別占22.7%、16.52%和36.34%，證明水楊酸表面修飾的T12負(fù)載于顆粒表面。
[0065]1.4X射線衍射(XRD)分析
[0066]如圖2所示，從XRD分析可知，譜線在30°?40°范圍內(nèi)出現(xiàn)了較為明顯的尖晶石型Fe/Ni (部分NiFe2O4)衍射峰；同時(shí)在20°?30°范圍內(nèi)出現(xiàn)了S12特征峰包及銳鈦礦型T12衍射峰。
[0067]1.5固體紫外漫反射光譜(UV-Vis)分析
[0068]通過(guò)UV-vis分析，銳鈦礦型T12對(duì)光的吸收范圍彡380nm，主要集中在紫外區(qū)域，對(duì)超過(guò)400nm的可見(jiàn)光幾乎沒(méi)有吸收。SA-FST納米材料的吸收光譜范圍相比銳鈦礦型T12發(fā)生了明顯紅移，不僅在200?400nm范圍內(nèi)有強(qiáng)的吸收峰，在400?800nm可見(jiàn)光范圍內(nèi)也有較強(qiáng)的吸收，使該材料在太陽(yáng)光照射下就可以被激發(fā)，有利于開(kāi)發(fā)可見(jiàn)光型催化劑。
[0069]1.6比表面積及孔結(jié)構(gòu)(BET)分析
[0070]通過(guò)測(cè)試SA-FST納米材料的氮吸附/脫附曲線，可得其比表面積及孔結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。材料比表面積為89.5m2/g，平均孔徑為2.13nm，總孔體積為0.48cm3/g?？梢?jiàn)SA-FST是一種多微孔材料，這種多孔的結(jié)構(gòu)是由T12顆粒之間團(tuán)聚和S12的多空隙結(jié)構(gòu)形成的。微孔結(jié)構(gòu)有利于各種反應(yīng)物的迅速擴(kuò)散，也允許光催化反應(yīng)產(chǎn)物迅速擴(kuò)散，從而提高光催化反應(yīng)速率。[0071 ] 2水楊酸表面修飾納米Ti02@mult1-Si02@Fe/Ni磁性核-殼納米材料對(duì)芳香族污染物的去除研究
[0072]以芳香族類污染物羅丹明B為研究對(duì)象，研究SA-FST光催化降解行為，結(jié)果表明:在高壓汞燈照射下，3.0g/L的SA-FST納米粒子80min內(nèi)對(duì)pH = 2.0，5mg/l羅丹明B的去除率可達(dá)到86.64%。升溫有利于羅丹明B的去除;氧化劑對(duì)降解過(guò)程有促進(jìn)作用，影響順序?yàn)?(NH4)2S2OCH2OAKBrOhSA-FST納米粒子在重復(fù)4次回收利用后，羅丹明B的去除率高于80%。
[0073]3水楊酸表面修飾納米Ti02@mult1-Si02@Fe/Ni磁性核-殼納米材料對(duì)砷離子的去除研究
[0074]以As(V)(砷酸根)和As(III)(亞砷酸根)為研究對(duì)象，研究SA-FST光催化降解和吸附行為，結(jié)果表明:在高壓汞燈照射下，0.5g/L的SA-FST納米粒子在60miη內(nèi)，pH = 4.0，5.0mg/1 As (I II) 100 %轉(zhuǎn)化為As (V)，總As去除率為95.8 %。證明光催化有利于將毒性更強(qiáng)的As(III)轉(zhuǎn)換為毒性較低的As(V)，同時(shí)由于表面的多孔性，有利于As的吸附去除，升溫有利于As的去除;在重復(fù)5次回收利用后，總AS去除率高于85 %。飽和吸附量As (I II)(81.9mg/g)和As(V) (92.6mg/g)。離子對(duì)降解過(guò)程有削弱作用，影響順序?yàn)?P〇43->Si032->S〇42->C032-。
[0075]Si02@Fe/Ni代表Si02是殼，里面的是核。
[0076]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水楊酸表面修飾納米T12磁性復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述水楊酸表面修飾納米T i 02磁性復(fù)合材料的制備方法采用共還原沉積法制備Fe/Ni雙金屬納米顆粒；采用直接包覆法在Fe/Ni磁核上直接包覆S12凝膠前體；以Si02@Fe/Ni為模板采用溶膠-凝膠法合成良好光催化活性的磁性雙金屬/Si02/Ti02核-殼納米復(fù)合光催化新材料。2.如權(quán)利要求1所述的水楊酸表面修飾納米T12磁性復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述采用共還原沉積法制備Fe/Ni雙金屬納米顆粒具體包括: 首先稱取一定量的FeSO4.7H20和NiCl2.6H20和KBH4，分別溶于一定體積乙醇一水混合體系中； 然后在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，混合攪拌數(shù)分鐘后，將一定量的KBH4溶液快速滴加到上述體系中，滴加完畢后，在100rad/min轉(zhuǎn)速條件下，繼續(xù)攪拌，反應(yīng)一段時(shí)間，得到的黑色產(chǎn)物； 用磁鐵分離，并棄去上層液體，再用去離子水和無(wú)水乙醇分別洗滌3次，真空抽濾;最后在烘箱中于70°C下，烘干黑色產(chǎn)物，即得所需的納米Fe/Ni合金，充氮?dú)饷芊獗４?，備用?.如權(quán)利要求2所述的水楊酸表面修飾納米T12磁性復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述采用共還原沉積法制備Fe/Ni雙金屬納米顆粒反應(yīng)式如下:Fe2++2BH4>6H20^Fe°+2B (OH) 3+7H2T Ni2++2BH4>6H20^Ni°+2B(0H)3+7H2To4.如權(quán)利要求1所述的水楊酸表面修飾納米T12磁性復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述采用直接包覆法，通過(guò)溶膠-凝膠法在Fe/Ni磁核上直接包覆S12凝膠前體具體包括: 稱取一定量Fe/Ni，加入一定量乙醇一水混合體系中超聲一定時(shí)間后加入一定量正硅酸乙酯、異丙醇、十六烷基三甲基溴化銨和氨水，醇/水體積比為100:10，水浴6h，用磁鐵分離，并棄去上層液體，用蒸餾水和無(wú)水乙醇洗三遍，抽濾后放到80°C烘箱烘6h; 放到馬弗爐以一定溫度煅燒2.5小時(shí)，密封保存，備用。5.如權(quán)利要求4所述的水楊酸表面修飾納米Ti02磁性復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述稱取一定量Fe/Ni為稱取0.5g Fe/Ni。6.如權(quán)利要求1所述的水楊酸表面修飾納米T12磁性復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述以Si02@Fe/Ni為模板采用溶膠-凝膠法合成良好光催化活性的磁性雙金屬/S12/T i02核-殼納米復(fù)合光催化新材料具體包括: 稱取一定量Si02@Fe/Ni，加入Iml鈦酸正四丁酯和35mL乙醇，超聲分散lOmin，在電動(dòng)攪拌器的劇烈攪拌下逐滴滴加乙醇一水混合體系中，水/醇體積比為1:5，繼續(xù)攪拌2h后，得到的產(chǎn)物； 用磁鐵分離，并棄去上層液體，再用無(wú)水乙醇洗滌數(shù)次，真空抽濾，烘干;再將粉末置于一定溫度的馬弗爐中焙燒2h，即得所需的Ti02@Si02@Fe/Ni核-殼納米粒子，保存，備用。7.如權(quán)利要求6所述的水楊酸表面修飾納米Ti O 2磁性復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，稱取0.1g Ti02@Si02@Fe/Ni;所述再將粉末置于一定溫度的馬弗爐中焙燒2h中一定溫度為 500°C。8.如權(quán)利要求1所述的水楊酸表面修飾納米T12磁性復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述磁性納米Ti02@Si02@Fe/Ni復(fù)合材料表面修飾包括: 用膜透析法將一定量磁性納米Ti02@Si02@Fe/Ni復(fù)合材料加入飽和水楊酸溶液中，避光攪拌24h，過(guò)濾，將經(jīng)表面修飾后的納米復(fù)合材料超純水清洗去除未參與反應(yīng)的水楊酸，在105 °C下烘干至恒重，備用。9.如權(quán)利要求8所述的水楊酸表面修飾納米T12磁性復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，用膜透析法將1.0g磁性納米Ti02@Si02@Fe/Ni復(fù)合材料加入飽和水楊酸溶液中。10.—種如權(quán)利要求1所述水楊酸表面修飾納米T12磁性復(fù)合材料的制備方法制備的水楊酸表面修飾納米Ti02磁性復(fù)合材料，其特征在于，所述水楊酸表面修飾納米Ti02磁性復(fù)合材料以磁性Fe/Ni雙金屬為核，通過(guò)包覆S12后，在最外層負(fù)載納米T12材料，并采用水楊酸進(jìn)行表面修飾。
【文檔編號(hào)】B01J23/755GK105944729SQ201610301167
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】黃泱, 李順興, 張茂升, 林海彬
【申請(qǐng)人】閩南師范大學(xué)