一种选择性专一识别的PPyZnFe2O4磁性印迹复合光催化剂的制备方法_2

文档序号:9934141阅读:来源:国知局
性非印迹复合光催化剂的XRD图;
[0028]图8:为不同光催化剂的FT-1R谱图,a为实施例1制备的ZnFe2O光催化剂;b为实施例I制备的PPyOZnFe2O4磁性非印迹复合光催化剂;c为实施例1制备的PPyOZnFe2O4磁性印迹复合光催化剂;
[0029 ]图9:为不同光催化剂的VSM谱图,其中,a为实施例1制备的ZnFe2O4光催化剂;b为实施例I制备的PPyOZnFe2O4磁性印迹复合光催化剂;
[0030]图10:为加入不同捕获剂后,实施例1制备的PPyOZnFe2O4磁性印迹光催化剂对降解环丙沙星的光降解考察。
【具体实施方式】
[0031 ]下面结合具体实施实例对本发明做进一步说明。
[0032]光催化活性评价:在Dl型光化学反应仪(购自扬州大学教学仪器厂)中进行,将100mL20mg/L的环丙沙星溶液模拟废水加入反应瓶中,再加入磁子和0.1g光催化剂,启动外接超级恒温水浴控制反应体系温度为30°C。动态吸附达到吸附平衡后,打开紫外灯电源和曝气装置,每隔20分钟取样一次,离心分离,测上清液中环丙沙星的浓度,通过C/Co来判断环丙沙星的降解效果。其中,Co为吸附平衡后环丙沙星的浓度,C为反应时间T时环丙沙星的浓度。
[0033]选择性评价:在DW-Ol型光化学反应仪(购自扬州大学教学仪器厂)中进行,将100mL20mg/L的恩诺沙星溶液模拟废水(或5-磺基水杨酸溶液模拟废水)加入反应瓶中,再加入磁子和0.1g光催化剂,启动外接超级恒温水浴控制反应体系温度为30°C。动态吸附达到吸附平衡后,打开紫外光电源和曝气装置,每隔20分钟取样一次,离心分离,测上清液中恩诺沙星(或5-磺基水杨酸)的浓度,通过C/Co来判断恩诺沙星(或5-磺基水杨酸)的降解效果。其中,Co为吸附平衡后恩诺沙星(或5-磺基水杨酸)的浓度,C为反应时间T时恩诺沙星(或5-磺基水杨酸)的浓度。
[0034]实施例1:
[0035](I)ZnFe2O4光催化剂的制备:首先将0.808g九水合硝酸铁和0.297g六水合硝酸锌加入到含有50mL乙二醇和乙醇的混合有机溶剂中,磁力搅拌至混合物均匀后转移到不锈钢反应釜中加热到200 °C后反应24h。冷却到室温后用磁铁分离,去离子水和乙醇各洗三遍,去除多余反应物和副反应物,于50°C真空干燥可得球状ZnFe2O4纳米粒子;
[0036](2)PPy@ZnFe204磁性印迹复合光催化剂的制备:0.02g环丙沙星和0.1mL吡咯加入到30mL 二甲亚砜中,超声溶解后室温搅拌均匀形成预组装溶液。将0.3g步骤(I)中制得的ZnFe2O4磁性光催化剂加入到上述预组装溶液中,搅拌至分散均匀,通N2除去混合溶液中的氧气。再将含有0.05g N’N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、0.05g过硫酸铵的二甲亚砜(1mL)混合溶液逐滴加入到上述溶液中,并在%保护下,75°C回流聚合12h。最后收集产物加入到200mL去离子水中浸没,在紫外光照射下继续搅拌到模板分子完全移除,用磁铁分离固体产物,再用去离子水和乙醇各洗三遍,50°C真空烘干后即可得PPyOZnFe2O4磁性印迹复合光催化剂。从图1中可以看出ZnFe204是由无数小颗粒堆积形成的一个直径大约为150?200nm的纳米微球,再在其表面包覆的一层印迹薄膜层后,生成的PPyOZnFe2O4磁性印迹复合光催化剂的表面变得透明光滑。这些图片直观的证明了本申请所制备的ZnFe2O4和PPyOZnFe2O4磁性印迹复合光催化剂样品被成功合成。若制备PPy@ZnFe204磁性非印迹复合光催化剂,贝Ij只需在材料制备过程中,不加入环丙沙星即可。
[0037](3)取0.lg(2)中样品在光化学反应仪中进行光催化降解试验,实验结果用紫外可见分光光度计分析,测得该PPyOZnFe2O4磁性印迹复合光催化剂降解环丙沙星的吸收光度如图2所示,从图中可以看出随着照射时间的增加,环丙沙星的特征峰在逐渐减弱,这说明环丙沙星在不断的被降解生成其他物质。表明该PPyOZnFe2O4磁性印迹复合光催化剂具有较强的光催化活性。
[0038](4)取0.lg(2)中样品在光化学反应仪中进行选择性试验,实验结果用紫外可见分光光度计分析,测得该PPyOZnFe2O4磁性印迹复合光催化剂对三种不同污染物光降解效果的差异非常明显,而PPyOZnFe2O4磁性非印迹复合光催化剂对三种不同污染物光降解效果的差异不明显,表明该PPyOZnFe2O4磁性印迹复合光催化剂能够三维专一识别并选择性光催化降解环丙沙星。
[0039]实施例2:
[0040]按实施例1制备工艺同样步骤进行,不同的是步骤(I)中ZnFe2O4半导体合成时采用溶剂热合成的温度取150 °C、180 °C、250 °C,来制备不同的ZnFe2O4光催化剂。
[0041 ] 实施例3:
[0042]按实施例1制备工艺同样步骤进行,不同的是步骤(I)中ZnFe2O4半导体合成时采用溶剂热合成的时间取12h、18h、20h、32h,来制备不同的ZnFe2O4光催化剂。
[0043]通过实施例2、实施例3与实施例1的比较,发现在环境温度为200V中反应24h时生成的ZnFe2O4半导体光催化剂拥有相对最好的产量和催化活性。因此本申请选取溶剂热反应时间为24h,环境温度为200 °C来制备ZnFe2O4半导体光催化剂,并保存备用于PPyOZnFe2O4磁性印迹复合光催化剂的制备。
[0044]实施例4:
[0045]按实施例1制备工艺同样步骤进行,不同的是步骤(2)中聚合反应的时间取6h、9h、15h和18h,来制备不同的制备PPyOZnFe2O4磁性印迹复合光催化剂,考察聚合反应的时间对PPyOZnFe2O4磁性印迹复合光催化剂光催化活性的影响,结果如图3所示,可以看出在所有组分不变的情况下,PPyOZnFe2O4磁性印迹复合光催化剂的光催化活性随聚合时间的增加先增加后降低。在四环素的加入量为6h和9h时,所制备的样品对环丙沙星的光催化降解效果很差。而当聚合时间为12h时,所制备的样品有最高的光催化活性。当继续增加聚合时间到15h和18h时,虽然所制备的样品的活性反而降低。考虑到样品的活性,反应物的合理利用和经济价值,本申请选取聚合时间为12h来制备PPyOZnFe2O4磁性印迹复合光催化剂。
[0046]实施例5:
[0047]按实施例1制备工艺同样步骤进行,不同的是步骤(2)中吡咯的加入量取0.025mL、0.05mL,0.075mL和0.15mL,来制备不同的PPyOZnFe2O4磁性印迹复合光催化剂,考察印迹层的厚度对PPyOZnFe2O4磁性印迹复合光催化剂光催化活性的影响,结果从图4中可以看出,当PPy加入量为0.1mL的时候,所制备的样品在光照时的光催化活性最高。而当PPy加入量为
0.025mL和0.05mL的时候,所制备的样品较低。这是由于没有足够的功能单体与模板分子配对,导致生成的印迹孔穴数目少,所以降解活性低;而PPy量超过最佳用量时,印迹层厚度增加,阻碍了ZnFe2O4对光的吸收,降解效果就降低了,因此初步选取吡咯的加入量为0.1mL来制备PPyOZnFe2O4磁性印迹复合光催化剂。
[0048]实施例6:
[0049]按实施例1的(3)和(4)步骤考察不同样品的选择性试验,结果如图5所示。从图5(a)中可以看出PPyOZnFe2O4磁性印迹复合光催化剂对三种抗生素的降解有着明显的差异。PPyOZnFe2O4磁性印迹复合光催化剂对环丙沙星的降解效果最好,而对恩诺沙星的降解效率较差和5-磺基水
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1