一种磁性Fe3O4复合卤氧化铋光催化材料及其制备方法和应用

本发明属于催化材料，尤其涉及一种磁性fe3o4复合卤氧化铋光催化材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、现有的光催化剂虽然有一定效果，但存在明显不足：首先，它们大部分只能吸收紫外线，而太阳光中更多的是可见光，导致材料对光的利用率很低；其次，这些材料在光照下产生的电子和空穴（可以理解为“能量载体”）很容易重新结合，还没来得及参与反应就失效了，导致催化活性差。虽然有人尝试通过混合其他材料或高温加工来改进，但这些方法往往需要长时间高温加热，成本高、耗能大，而且改进后的材料仍然难以回收重复使用。因此，开发一种低成本、易制备、能高效利用可见光且方便回收的新型催化剂，成为当前急需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明公开一种磁性fe3o4复合卤氧化铋光催化材料及其制备方法和应用，主要解决目前光催化材料对可见光吸收率低、活性低的问题。

2、为实现所述目的，本发明提供一种磁性fe3o4复合卤氧化铋光催化材料的制备方法，包括如下步骤：

3、s1、将五水合硝酸铋和硝酸在容器中混合；

4、s2、待硝酸铋溶解后，再加入碘化钾、氯化钠以及十二烷基磺酸钠，随后加入纳米级的fe3o4；

5、s3、将容器置于恒温水浴中，并进行搅拌，搅拌后再加入氨水和去离子水，得到混合物，瓶内逐渐呈现淡黄色或者橘黄色沉淀，将混合物搅拌并反应；

6、s4、反应结束后，冷却至常温，通过磁分离去掉容器中的上清液，并获得沉淀物，将沉淀物进行洗涤并烘干，即得fe3o4/bioixcly二元复合可见光催化剂。

7、进一步的，所述五水合硝酸铋摩尔质量为10mmol～12mmol。

8、进一步的，所述硝酸的浓度为4mol/l～6mol/l，体积为20ml～22ml。

9、进一步的，所述碘化钾的质量为1.660 g～1.760 g，所述氯化钠的质量为0.585g～2.925g，所述十二烷基磺酸钠的摩尔质量为40mmol～42mmol。

10、进一步的，所述恒温水浴的温度为85°c～87°c,搅拌时间为10min～12min。

11、进一步的，所述氨水的体积为20ml～22ml，所述去离子水的体积为40ml～42ml。

12、进一步的，，沉淀物洗涤采用去离子水和乙醇各洗涤多次。

13、进一步的，fe3o4/bioixcly二元复合可见光催化剂的碘、氯摩尔比为1:1～5。

14、本发明还提供一种采用上述制备方法制得的磁性fe3o4复合卤氧化铋光催化材料。

15、本发明还提供一种上述磁性fe3o4复合卤氧化铋光催化材料在tc降解中的应用。

16、本发明提供的技术方案至少具有如下技术效果：

17、(1)本发明制备了fe3o4/bioixcly二元复合可见光催化剂，其中碘与氯的比例可调，该制备方法周期短，反应温度低，生成成本低，节约能源。由于碘的加入，复合材料的吸收波长红移，吸收波长从太阳光波段（≥290 nm）红移至可见光波段（≥420 nm），能够对可见光产生较强的吸收。

18、(2)由于fe3o4与bioixcly之间形成了半导体异质结，加速了光生电子和空穴的分离，有效抑制了它们的复合，大大提高了该催化剂在可见光照射下的活性。

19、(3)在碘氯比为1:2时，在可见光的照射下，对10mg/l的四环素（tc）溶液在60min的降解率达到92.3％，外加磁场即可回收再利用，重复使用该催化剂3次后对tc的降解率仍高于85％。

技术特征：

1.一种磁性fe3o4复合卤氧化铋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所述的磁性fe3o4复合卤氧化铋光催化材料的制备方法，其特征在于，所述五水合硝酸铋摩尔质量为10mmol～12mmol。

3.根据权利要求1所述的磁性fe3o4复合卤氧化铋光催化材料的制备方法，其特征在于，所述硝酸的浓度为4mol/l～6mol/l，体积为20ml～22ml。

4.根据权利要求1所述的磁性fe3o4复合卤氧化铋光催化材料的制备方法，其特征在于，所述碘化钾的质量为1.660 g～1.760 g，所述氯化钠的质量为0.585g～2.925g，所述十二烷基磺酸钠的摩尔质量为40mmol～42mmol。

5.根据权利要求1所述的磁性fe3o4复合卤氧化铋光催化材料的制备方法，其特征在于，所述恒温水浴的温度为85°c～87°c,搅拌时间为10min～12min。

6.根据权利要求1所述的磁性fe3o4复合卤氧化铋光催化材料的制备方法，其特征在于，所述氨水的体积为20ml～22ml，所述去离子水的体积为40ml～42ml。

7.根据权利要求1所述的磁性fe3o4复合卤氧化铋光催化材料的制备方法，其特征在于，沉淀物洗涤采用去离子水和乙醇各洗涤多次。

8.根据权利要求1所述的磁性fe3o4复合卤氧化铋光催化材料的制备方法，其特征在于，fe3o4/bioixcly二元复合可见光催化剂的碘、氯摩尔比为1:1～5。

9.一种如权利要求1-8任一所述制备方法制得的磁性fe3o4复合卤氧化铋光催化材料。

10.一种如权利要求9所述的磁性fe3o4复合卤氧化铋光催化材料在tc降解中的应用。

技术总结
本发明属于催化材料技术领域，尤其涉及一种磁性Fe<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;复合卤氧化铋光催化材料及其制备方法和应用，包括以下步骤：S1、将五水合硝酸铋和硝酸在容器中混合；S2、待硝酸铋溶解后，再加入碘化钾、氯化钠以及十二烷基磺酸钠，随后加入纳米级的Fe<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;；S3、将容器置于恒温水浴中，并进行搅拌，搅拌后再加入氨水和去离子水，得到混合物，瓶内逐渐呈现淡黄色或者橘黄色沉淀，将混合物搅拌并反应；S4、反应结束后，冷却至常温，通过磁分离去掉容器中的上清液，并获得沉淀物，将沉淀物进行洗涤并烘干，即得Fe<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;/BiOI<subgt;x</subgt;Cl<subgt;y</subgt;二元复合可见光催化剂，制备方法周期短，能够对可见光产生较强的吸收，提高了该催化剂在可见光照射下的活性。

技术研发人员：吴彦霖,王庆帅,秦丕显,许芹,陈泓澈
受保护的技术使用者：上海第二工业大学
技术研发日：
技术公布日：2025/4/14