MB得到的循环降解曲线图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步详细的说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
[0034]实施例1
[0035](I)Fe3O4微球的制备:将1.3gFeCl 3，0.5g柠檬酸三钠，2.0g醋酸钠依次加入到40mL的乙二醇中，搅拌均匀后，将混合溶液转移到10mL的水热釜中，在200°C下水热反应1h后，冷却至室温，离心，得到的Fe3O4微球用无水乙醇和超纯水分别洗涤3次，干燥备用；
[0036]⑵Fe3O4OS1j^t的制备:取0.4g上述制备得到的Fe 304微球，超声分散在150mL的无水乙醇中，向混合溶液中依次加入ImL的氨水，5mL的正硅酸乙酯(TEOS)后，室温下反应2h，冷却至室温，离心，将制备得到的Fe3O4OS12微球用乙醇和超纯水分别洗涤3次，干燥备用。产物的SEM照片如图1所示。
[0037](3) Fe3O4OS12OT12M合微球的制备:将30mg上述制备得到Fe 304(^02微球，加入到25mL异丙醇中，再加入10uL钛酸四丁酯(TBOT)后，于室温下超声30min，然后向混合溶液中逐滴加入ImL超纯水，搅拌30min，将混合溶液转入50mL水热釜中，于180°C下反应8h，冷却至室温，离心，得到的Fe3O4OS12OT12复合微球用乙醇和超纯水分别洗涤3次，干燥备用。得到的Fe3O4OS12复合微球粒径约为580nm，单分散性好。由于内核的Fe 304，其粒径约为460nm，因此，隔离过渡层的S1jl厚约为80nm。得到的Fe 304@S12OT12复合微球的粒径约为780nm，因此，最外层的T1jl的厚度约为200nm。产物的SEM照片如图2所示。
[0038](4)采用光助-多相类Fenton法处理MB的模拟染料废水:以50mL的圆底烧瓶为反应器，采用Xe灯作为光源，用滤光片将400nm波长以下的光滤掉，MB模拟染料废水的初始浓度为10mg/L，向废水中加入1.5g/L的Fe3O4OS12OT12复合微球作为催化剂，搅拌0.5h后，向体系中加入0.176mol/L的H2O2，在反应进行过程中，在不同的给定时间段内取出一定量的反应液，离心或者用磁铁将催化剂进行完全分离，将上层清液进行紫外检测以确定MB的浓度变化。
[0039]结果显示，以Fe3O4OS12OT12复合微球作为催化剂的多相Fenton-光催化法处理MB模拟染料废水的效果很好，反应2h后，MB的去除率达到93%以上。
[0040](5)将步骤4中的催化剂Fe3O4OS12OT12复合微球用磁铁吸引进行完全分离，用乙醇和水将Fe3O4OS12OT12复合微球催化剂洗涤数次，干燥，再重复步骤4中的实验操作。[0041 ] 结果显示，二次使用的Fe3O4OS12OT12复合微球催化剂微球依然保持较好的催化效果，反应2h后，MB的去除率达到93%以上。
[0042](6)重复步骤5中的实验操作8次。以？6304略102@1102复合微球作为催化剂，重复使用8次后，处理MB模拟染料废水2h，MB的去除率仍然保持在90%左右。
[0043]实施例2
[0044]将实施例1步骤⑵中的“5mL的正硅酸乙酯(TEOS) ”调整为实施例1中步骤(2)中的“3mL的正硅酸乙酯(TEOS) ”，其他条件均相同。降低了硅源的量，使得Fe3O4OS12OT12复合微球中作为隔离过渡层的S1Jl厚度减小，约为60nm。处理MB模拟染料废水2h，MB的去除率在90%左右，结果如图3所示。可见，隔离过渡层的S1Jl的厚度不宜太低。否则Fe3O4与T1 2层间相互干扰，反而会降低Fe 304略102@1102复合微球的催化活性。
[0045]实施例3
[0046]将实施例1步骤(3)中的“再加入10uL钛酸四丁酯(TBOT)后”调整为实施例1中步骤⑶中的“再加入50uL钛酸四丁酯(TBOT)后”，其他条件均相同。降低了钛源的量，使得Fe3O4OS12OT12复合微球中T1 2层厚度减小，约为60nm。处理MB模拟染料废水2h，MB的去除率在68%左右。可见，由于T12具有高的光催化活性，其在Fe3O4OS12OT12复合微球中的含量不宜太低(T1Jl厚度大于120nm)。
[0047]对比例
[0048]重复实施例1步骤(4)，将实施例1步骤⑷中的“Fe304@rG0@Ti0df化剂微球”调整为实施例1中步骤I中的“Fe304微球”，其他条件均相同。
[0049]反应2h后，MB的去除率仅有47.2%。
[0050]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更改与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定范围为准。
【主权项】
1.一种多相磁性类Fenton-光催化剂，其特征在于，所述多相磁性类Fenton-光催化剂为具有三层结构的核壳式微球Fe3O4OS12OT12;其中，以Fe 304微球为内核，最外层是由T12纳米颗粒组成的T1Jl，所述内核和所述T1 2层之间通过S1 2层作为隔离过渡层； 所述Fe3O4微球由15?30nm的Fe 304纳米小颗粒堆积而成，微球粒径为300?400nm ； 所述3;102层的厚度为50?150nmo 所述T12纳米颗粒的粒径约为3?25nm，所述T1 2层的厚度为100?300。2.权利要求1所述多相磁性类Fenton-光催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤: (1)水热法制备Fe3O4微球 将FeCl3:柠檬酸三钠:醋酸钠以质量比为1:0.1?0.4:1?3依次加入到乙二醇中，搅拌均匀后，转移到水热釜中，在200?250 °C下水热反应8?12h，冷却至室温，离心分离，产物Fe3O4微球用无水乙醇和超纯水分别洗涤3次后，干燥备用； (2)Fe3O4OS1j^t 的制备 将步骤I中得到的0.3?0.7g Fe3O4微球超声分散在100?300mL的无水乙醇中，再依次加入1.5?25mL的氨水、1.0?1mL的正硅酸乙酯，在20?80°C下搅拌反应0.5?6h，离心分离，得到的产物Fe3O4OS12微球，用乙醇和超纯水分别洗涤3次后，干燥备用； (3)Fe3O4OS12OT1^米颗粒的制备 取20?60mg步骤2中制备的Fe3O4OS12微球，超声分散在25?50mL的异丙醇水溶液，异丙醇:水的体积比为40?80:1 ;再加入30?200 μ L的TBOT后于室温下超声30?50min，待反应体系混合均匀；然后，将混合溶液转入水热釜中，于180?200°C下反应8?1h,冷却至室温，离心分离，得到所述核壳式微球Fe3O4OS12OT12,用乙醇和超纯水分别洗涤3次后，干燥备用。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述FeCl3:柠檬酸三钠:醋酸钠的质量比为1:0.2:2o4.权利要求1的多相磁性的类Fenton-光催化剂的应用，其特征在于，以亚甲基蓝水溶液作为模拟废水，亚甲基蓝的浓度为10mg/mL ;向10mL模拟废水中加入0.05?2g所述多相磁性类Fenton-光催化剂，再加入过氧化氢； 过氧化氢与亚甲基蓝的浓度比为2?100:1，所用的降解光源为波长为400?800nm的可见光源； 废水处理完成后，利用Fe3O4OS12OT1jj球的超顺磁性，用磁铁将催化剂进行分离回收，进行重复使用。
【专利摘要】本发明涉及一种多相磁性类Fenton-光催化剂，为具有三层结构的核壳式微球Fe3O4SiO2TiO2。其中，内核Fe3O4微球由15～30nm的纳米小颗粒堆积而成；过渡的SiO2层的厚度为50～150nm，最外层TiO2层的厚度为100～300nm。本发明制备的催化剂具有良好的超顺磁性，在外界磁场的作用下，30s内即可达到彻底分离，易于回收，可重复利用，环境友好；能在可见光下催化过氧化氢降解有机污染物，形成多渠道的反应途径，从而获得高催化活性；复合微球单分散性好，能够保持废水处理中催化剂的高活性，提高利用率。
【IPC分类】B01J23/745, C02F1/30, B01J35/02, B82Y30/00, B82Y40/00, C02F101/38
【公开号】CN105032423
【申请号】CN201510469566
【发明人】张少旸
【申请人】张少旸
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月4日