CN105478121A - 一种三氧化二铁改性的二氧化钛高效可见光催化剂的制备方法 - Google Patents

一种三氧化二铁改性的二氧化钛高效可见光催化剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于环境污水处理领域，公开了一种可实用化的三氧化二铁改性二氧化钛高效可见光催化剂的制备方法。主要是为了解决二氧化钛低的可见光吸收性能以及制备三氧化铁改性二氧化钛(Fe2O3/TiO2)需多步才能完成等缺点，而发明的一种仅使用商业化P25和四氧化三铁(Fe3O4)纳米粒子为原料，在经分段升温程序煅烧，使Fe3O4粉末在空气中直接转变成三氧化二铁(Fe2O3)的同时，能与P25进行充分的融合，最后制备出高效的Fe2O3/TiO2可见光催化剂。因此，本发明是金属氧化物掺杂二氧化钛制备技术的延续和进一步扩展，更是针对其利用太阳能的能力较差以及难大规模化生产等缺点而发明的。研究成果能广泛应用于大气污染以及废水净化处理等领域。

Description

一种三氧化二铁改性的二氧化钛高效可见光催化剂的制备方法
技术领域
本发明属于环境污水处理，涉及到一种高效的二氧化钛可见光催化剂的简易制备技术，特指一种三氧化二铁改性二氧化钛可实用化的制备方法及其在环境污水处理中的应用。
背景技术
大量的工业、农业以及生活污染物排入环境当中，导致严重的水体污染，这些污染物的存在严重威胁着动物、植物、微生物以及人体的健康(L.Jing,W.Zhou,G.Tian,H.Fu.Surfacetuningforoxide-basednanomaterialsasefficientphotocatalysts.Chem.Soc.Rev.,2013,42,9509-9549)。因此，如何发展出高效的方法除去这些污染物，尤其是那些难自动降解的有机污染物、毒性重金属离子以及致病微生物等，就成为当今环境科学的研究热点之一。
传统的污水净化处理主要依赖于各种物理、化学以及生物修复等技术[J.Chen,F.Qiu,W.Xu,S.Cao,H.Zhu.RecentProgressinEnhancingPhotocatalyticEfficiencyofTiO2-basedMaterials.AppliedCatalysisA:General,2015,495，131-140]。其中，物理吸附方法，因其操作简单以及吸附剂种类繁多等优点，被认为是去除废水中污染物的最简单和最有效的方法之一。然而，物理吸附技术只能对废水中的污染物进行物理转移，而无法对其进行有效的降解，即只是把污染物从废水中转移到吸附剂中。显然，在废水净化处理之后，必须对吸附剂中的污染物重新进行处理，从而不可避免地增加了操作步骤和使用成本。与之相比较，生物修复技术因能把大部分有机污染物完全矿化或通过生物废水处理系统去除有机物污染物，而被认为是经济可行以及环境友好的方法[M.Chen,P.Xu,G.Zeng,C.Yang,D.Huang,J.Zhang.Bioremediationofsoilscontaminatedwithpolycyclicaromatichydrocarbons,petroleum,pesticides,chlorophenolsandheavymetalsbycomposting:Applications,microbesandfutureresearchneeds.BiotechnologyAdvances,2015,33,745-755]。这种技术主要是利用有机体如微生物对污染物进行生物降解以达到污水净化处理的目的。然而，废水中的有些污染物是生物惰性的，并且细菌的生长往往也会导致生物惰性物质的产生。这些缺点都严重阻碍了生物修复技术在污水净化处理的广泛应用[G.Li,S.Park,B.E.Rittmann.DevelopinganefficientTiO2-coatedbiofilmcarrierforintimatecouplingofphotocatalysisandbiodegradation.Water.Research,2012,46,6489-6496]。大量的研究表明，作为绿色环保技术的光催化处理技术被认为是一种最理想的污水净化技术。这是因为光催化能降解几乎所有废水中的有机污染物。更重要的是，光降解过程不需要使用任何其他化学物质，其光降解的产物也没有任何污染物残留。因此，光催化降解就成为研究得最广、最深以及最有应用前景的污水净化处理技术。
二氧化钛(TiO2)因其具有无毒、低成本、高效紫外光催化能力以及高化学稳定性等优点，而成为处理大气污染和废水净化等环保领域发展最为快速的研究课题[Y.Zhang,Z.Zhao,J.Chen,L.Cheng,J.Chang,W.Sheng,C.Hu,S.Cao.C-dopedHollowTiO2Spheres:InsituSynthesis,ControlledShellThickness,andSuperiorVisible-lightPhotocatalyticActivity.AppliedCatalysisB:Environmental,2015，165，715-722]。自从1972年，A.Fujishima和K.Honda创造性开展了二氧化钛进行光降解水的研究以来(A.Fujishima,K.Honda,Electrochmeicalphotolysisofwateratasemiconductorelectrode.Nature,1972,238,37-38)，在制备各种二氧化钛为基础的装置如太阳能电池、水处理、空气净化、有机合成、光/电致变色和传感器等领域取得了极大的成功(M.Pelaez,N.T.Nolan,S.C.Pillai,M.K.Seery,P.Falaras,A.G.Kontos,P.S.M.Dunlop,J.W.J.Hamilton,J.A.Byrne,K.O’Shea,M.H.Entezari,D.D.Dionysiou.Areviewonthevisiblelightactivetitaniumdioxidephotocatalystsforenvironmentalapplications.AppliedCatalysisB:Environmental,2012,125,331-349)。如以二氧化钛为基础的催化剂能在光作用下，将卤代烃、卤代芳烃等毒性有机物逐步降解为水、二氧化碳等对环境无害的小分子。然而，以二氧化钛为光催化剂还存在着反应速率慢、量子化产率低以及对于太阳光中的可见光部分利用率低等缺点(J.Fang,L.Xu,Z.Zhang,Y.Yuan,S.Cao,Z.Wang,L.Yin,Y.Liao,C.Xue.AuTiO2-CdSTernaryNanostructuresforEfficientVisible-Light-DrivenHydrogenGeneration.ACSAppl.Mater.Interfaces,2013,5,8088-8092)。为此，研制出高效的二氧化钛可见光催化剂的简易及其可工业化的制备技术，就成为当今环保催化材料的研究重点(A.Ayati,A.Ahmadpour,F.Bamoharram,B.Tanhaei,M.Manttari,M.Sillanpaa.AreviewoncatalyticapplicationsofAu/TiO2nanoparticlesintheremovalofwaterpollutant.Chemosphere,2014,107,163-174)。
为了充分利用丰富的绿色太阳光能源，通过金属/非金属掺杂或引入其它低能级的功能性材料等手段，以降低二氧化钛的电子-空穴复合和提高表面电荷的转移率，是成功研制出一系列二氧化钛高效可见光催化剂的常用技术(T.Kamegawa,S.Matsuura,H.Seto,H.Yamashita.AVisible-Light-HarvestingAssemblywithaSulfocalixareneLinkerbetweenDyesandaPt-TiO2Photocatalyst.Angew.Chem.Int.Ed.2013,52,916-919)。作为一种在工业上和科技领域应用最广泛的金属氧化物之一，三氧化二铁(Fe2O3)具有比二氧化钛(TiO2，3.2eV)更窄的带隙(约2.1eV)，可在可见光区(≤590nm，约30％太阳能可见光吸收范围)展现了较强的吸收(M.Photoelectrochemicalcells,Nature,2001,414,338-344)。显然，三氧化二铁(Fe2O3)是改性二氧化钛非常有前途的一种感光剂。然而，尽管纯Fe2O3具有较宽的可见光吸收范围，但因其低反应动力学、低载流子流动性以及快的电子-空穴复合率，而展现出较低的光催化效率(D.Wodka,R.P.Socha,E.Biela′nska,M.El˙zbieciak-Wodka,P.Nowak,P.Warszy′nski.PhotocatalyticactivityoftitaniumdioxidemodifiedbyFe2O3nanoparticles.AppliedSurfaceScience,2014,319,173-180)。为此，许多科技工作者成功地制备出了多种Fe2O3/TiO2复合材料，并有效地提高了二氧化钛(TiO2)的可见光催化效率。如山东大学尹龙卫教授先制备出a-Fe2O3，再用四氟化钛为钛前驱体，制备出a-Fe2O3TiO2核壳结构复合材料，并最后经盐酸处理，成功研制出具有可见光催化活性的a-Fe2O3TiO2复合材料。最近，波兰科学家D.Wodkaetal等人就做出了一种有益的尝试，即利用商业化P25作为载体，在磁性搅拌下，用三氯化铁(FeCl3)作为三氧化二铁(Fe2O3)的前驱体，在P25表面进行改性，制备出P25/Fe2O3复合材料并展现出了更好的可见光催化性能。然而，现有制备Fe2O3/TiO2的方法需经过多步才能完成，严重限制了其大规模工业化的生产。因此，研制出一种更加简易、成本低廉、可工业化以及具有高效的可见光催化性能的Fe2O3/TiO2复合材料的制备技术，不仅具有重要的理念意义，更具有重大的实用价值。
本发明的目的就是设计合成出具有高效可见光催化性能的Fe2O3/TiO2复合材料。本发明所制备的Fe2O3/TiO2复合材料不但能有效克服二氧化钛利用可见光较差的缺点，而且能展现出更好的可见光催化性能。更重要的是，本发明仅利用工业化产品P25和四氧化三铁(Fe3O4)为原料，其不仅能因P25和Fe3O4进行了更好的烧结，而提高P25的可见光催化性能；更因其仅使用工业化产品为原料，可实现大规模的生产应用。为了实现此目标，本发明直接采用工业化P25和四氧化三铁(Fe3O4)为原料，在物理混合均匀后，根据我们先前申请的发明专利(201510095295.X)所描述的升温程序进行煅烧，可一步制备出具有可见光催化性能的Fe2O3/TiO2复合材料。
发明内容
本发明的任务在于寻找一种可工业化并具有优越可见光催化性能的Fe2O3/TiO2复合材料的简易制备方法。本发明的目的在于，不但可以有效地克服现有制备Fe2O3/TiO2复合材料需多步制备的技术缺点，而且还能有效地提高二氧化钛的可见光催化效率。
为实现本发明的目标，本发明的制备方法主要包括如下步骤：
(1)购买商业化的P25二氧化钛纳米粒子和四氧化三铁磁性粒子；将P25二氧化钛纳米粒子和Fe3O4粉末按各种配比进行充分混合，备用；
(2)对步骤(1)所得粉末采用程序升温煅烧法煅烧，根据我们先前申请的发明专利所描述的分段程序升温进行煅烧(申请号：201510095295.X)，使P25和煅烧后的Fe2O3进行良好的融合，制备出具有可见光催化性能的Fe2O3/TiO2复合材料。
下面是对本发明的详细说明：
本发明的一种三氧化二铁改性的二氧化钛高效可见光催化剂的制备方法，其特征在于以下三个关键因素决定能否成功实现：一是需用四氧化三铁(Fe3O4)作为三氧化二铁(Fe2O3)的前驱体；二是在煅烧前，必须把P25和Fe3O4粉末充分混合再煅烧；三是再采用申请人申请的专利(申请号：201510095295.X)所描述的程序升温煅烧法，使四氧化三铁(Fe3O4)转变成三氧化二铁(Fe2O3)的同时，能与P25进行良好的融合，制备出三氧化二铁改性的二氧化钛(Fe2O3/TiO2)高效可见光催化剂。
本发明所用的商业化P25二氧化钛纳米粒子粒径约为20-30nm，为美国Sigma-Aldrich公司所生产。
本发明所用的商业化四氧化三铁(Fe3O4)磁性纳米粒子为Aladdin公司所生产，粒径约20-30nm。
本发明的一种三氧化二铁改性的二氧化钛高效可见光催化剂的制备方法，其特征在于P25和四氧化三铁在煅烧之前，必须充分进行物理混合。
本发明的一种三氧化二铁改性的二氧化钛高效可见光催化剂的制备方法，其特征在于P25和四氧化三铁在煅烧之前，可进行任意比率的混合，以获得各种配比以及具有最佳可见光催化性能的Fe2O3/TiO2高效可见光催化剂。
所述四氧化三铁的加入量的是P25质量的1-80％都可以有效提高P25的可见光催化效率。
所述四氧化三铁的加入量的是P25质量的2-8％可以取得最佳的可见光催化效率。
本发明的一种三氧化二铁改性的二氧化钛高效可见光催化剂的制备方法，其特征在于P25和四氧化三铁进行充分混合后，必须经由分段煅烧程序进行煅烧，才能更好使P25和三氧化二铁进行良好的融合，以发挥它们最佳的协同效应，进入可见光区。
本发明的一种三氧化二铁改性的二氧化钛高效可见光催化剂的制备方法，其特征在于分段煅烧程序根据发明人先前申请的发明专利(申请号：201510095295.X)所描述的：25℃升温至250℃，用时250min，保持60min；250℃升温至300℃，用时100min，保持30min；300℃升温至350℃，用时200min，保持120min；350℃升温至400℃，用时200min，保持60min；400℃升温至450℃，用时200min，保持120min。
一种三氧化二铁改性的二氧化钛高效可见光催化剂，将其用于亚甲基蓝污染物的光催化降解作为评估手段。
本发明的有益效果为：
(1)本发明是一种完全使用商业化产品P25和四氧化三铁(Fe3O4)为原材料，制备Fe2O3/TiO2高效可见光催化剂的方法，该方法简单、成本低以及可工业化；
(2)本发明不但能有效改善P25可见光催化效率低下的缺点，而且能发挥它们最佳光催化协同效应的制备方法，并有效地超越P25和Fe2O3经简单物理混合的可见光催化性能；
(3)本发明仅需通过简单地调节P25和四氧化三铁物理配比，就能制备出各种配比的Fe2O3/TiO2高效可见光催化剂的方法；
(4)本发明在P25和四氧化三铁充分混合后，必须经由分段煅烧程序进行煅烧，才能更好使P25和三氧化二铁进行良好融合，以实现对P25改性，提高其可见光催化效率的方法；
(5)本发明中P25和四氧化三铁所使用的量不受限制，理论上一次可煅烧生产出大量的Fe2O3/TiO2高效可见光催化剂的方法。
附图说明
(1)图1为商业化P25可见光催化降解亚甲基蓝(MB)的催化值趋势图；
(2)图2为Fe2O3可见光催化降解亚甲基蓝(MB)的催化值趋势图；
(3)图3为P25-20％Fe2O3可见光催化降解亚甲基蓝(MB)的催化值趋势图；
(4)图4为P25-40％Fe2O3可见光催化降解亚甲基蓝(MB)的催化值趋势图；
(5)图5为P25-80％Fe2O3可见光催化降解亚甲基蓝(MB)的催化值趋势图；
(6)图6为P25-10％Fe2O3可见光催化降解亚甲基蓝(MB)的催化值趋势图；
(7)图7为P25-5％Fe2O3可见光催化降解亚甲基蓝(MB)的催化值趋势图；
(8)图8为P25-混合5％Fe2O3可见光催化降解亚甲基蓝(MB)的催化值趋势图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，而非限制本发明的范围；
实施例一
将从Aladdin公司所生产，粒径约20nm左右的四氧化三铁(Fe3O4)粉末均匀铺在干锅内，放在马弗炉中经分段升温程序(25℃升温至250℃，用时250min，保持60min；250℃升温至300℃，用时100min，保持30min；300℃升温至350℃，用时200min，保持120min；350℃升温至400℃，用时200min，保持60min；400℃升温至450℃，用时200min，保持120min)煅烧，使Fe3O4粉末在空气中直接转变成三氧化二铁(Fe2O3)。随后，再取三氧化二铁(Fe2O3，固含量，1.0g/L)粉末加入到50ml的亚甲基蓝溶液中(MB,浓度：1.0x10-5g/L)，在暗室充分搅拌30分钟后，放入氙灯光催化仪(XD350W-1，过滤掉≤450nm)可见光仪器进行降解，每隔一定时间分别从体系中取出5ml，经离心、分离后，再在紫外光下(663nm)测定其残留的MB值，以实时浓度/原始浓度(C/C0)为纵坐标，以时间为横坐标作出光催化降解MB的图。
实施例二
将从Sigma-aldrich公司所生产P25和Aladdin公司所生产，粒径约20nm左右的四氧化三铁(Fe3O4)粉末按质量比为P25：Fe3O4＝1：0.2充分混合，然后再均匀铺在干锅内，放在马弗炉中经分段升温程序煅烧，使Fe3O4粉末在空气中直接转变成三氧化二铁(Fe2O3)的同时，能与P25进行充分的融合。最后，制备出P25-20％Fe2O3光催化剂。随后，再取P25-20％Fe2O3(固含量，1.0g/L)粉末加入到50ml的亚甲基蓝溶液中(MB,浓度：1.0x10-5g/L)，在暗室充分搅拌30分钟后，放入氙灯光催化仪(XD350W-1，过滤掉≤450nm)可见光仪器进行降解，每隔一定时间分别从体系中取出5ml，经离心、分离后，再在紫外光下(663nm)测定其残留的MB值，以实时浓度/原始浓度(C/C0)为纵坐标，以时间为横坐标作出光催化降解MB的图。
实施例三
将从Sigma-Aldrich公司所生产P25和Aladdin公司所生产，粒径约20nm左右的四氧化三铁(Fe3O4)粉末按质量比为P25：Fe3O4＝1：0.4充分混合，然后再均匀铺在干锅内，放在马弗炉中经分段升温程序煅烧，使Fe3O4粉末在空气中直接转变成三氧化二铁(Fe2O3)的同时，能与P25进行充分的融合。最后，制备出P25-40％Fe2O3光催化剂。随后，再取P25-40％Fe2O3(固含量，1.0g/L)粉末加入到50ml的亚甲基蓝溶液中(MB,浓度：1.0x10-5g/L)，在暗室充分搅拌30分钟后，放入氙灯光催化仪(XD350W-1，过滤掉≤450nm)可见光仪器进行降解，每隔一定时间分别从体系中取出5ml，经离心、分离后，再在紫外光下(663nm)测定其残留的MB值，以实时浓度/原始浓度(C/C0)为纵坐标，以时间为横坐标作出光催化降解MB的图。
实施例四
将从Sigma-aldrich公司所生产P25和Aladdin公司所生产，粒径约20nm左右的四氧化三铁(Fe3O4)粉末按质量比为P25：Fe3O4＝1：0.8充分混合，然后再均匀铺在干锅内，放在马弗炉中经分段升温程序煅烧，使Fe3O4粉末在空气中直接转变成三氧化二铁(Fe2O3)的同时，能与P25进行充分的融合。最后，制备出P25-80％Fe2O3光催化剂。随后，再取P25-80％Fe2O3(固含量，1.0g/L)粉末加入到50ml的亚甲基蓝溶液中(MB,浓度：1.0x10-5g/L)，在暗室充分搅拌30分钟后，放入氙灯光催化仪(XD350W-1，过滤掉≤450nm)可见光仪器进行降解，每隔一定时间分别从体系中取出5ml，经离心、分离后，再在紫外光下(663nm)测定其残留的MB值，以实时浓度/原始浓度(C/C0)为纵坐标，以时间为横坐标作出光催化降解MB的图。
实施例五
将从Sigma-Aldrich公司所生产P25和Aladdin公司所生产，粒径约20nm左右的四氧化三铁(Fe3O4)粉末按质量比为P25：Fe3O4＝1：0.1充分混合，然后再均匀铺在干锅内，放在马弗炉中经分段升温程序煅烧，使Fe3O4粉末在空气中直接转变成三氧化二铁(Fe2O3)的同时，能与P25进行充分的融合，最后，制备出P25-10％Fe2O3光催化剂。随后，再取P25-10％Fe2O3(固含量，1.0g/L)粉末加入到50ml的亚甲基蓝溶液中(MB,浓度：1.0x10-5g/L)，在暗室充分搅拌30分钟后，放入氙灯光催化仪(XD350W-1，过滤掉≤450nm)可见光仪器进行降解，每隔一定时间分别从体系中取出5ml，经离心、分离后，再在紫外光下(663nm)测定其残留的MB值，以实时浓度/原始浓度(C/C0)为纵坐标，以时间为横坐标作出光催化降解MB的图。
实施例六
将从Sigma-aldrich公司所生产P25和Aladdin公司所生产，粒径约20nm左右的四氧化三铁(Fe3O4)粉末按质量比为P25：Fe3O4＝1：0.05充分混合，然后再均匀铺在干锅内，放在马弗炉中经分段升温程序煅烧，使Fe3O4粉末在空气中直接转变成三氧化二铁(Fe2O3)的同时，能与P25进行充分的融合，最后，制备出P25-5％Fe2O3光催化剂。随后，再取P25-5％Fe2O3(固含量，1.0g/L)粉末加入到50ml的亚甲基蓝溶液中(MB,浓度：1.0x10-5g/L)，在暗室充分搅拌30分钟后，放入氙灯光催化仪(XD350W-1，过滤掉≤450nm)可见光仪器进行降解，每隔一定时间分别从体系中取出5ml，经离心、分离后，再在紫外光下(663nm)测定其残留的MB值，以实时浓度/原始浓度(C/C0)为纵坐标，以时间为横坐标作出光催化降解MB的图。
实施例七
将从Sigma-Aldrich公司所生产P25和实施例一所煅烧的三氧化二铁(Fe2O3)粉末按质量比为P25：Fe3O4＝1：0.05进行物理混合，制备出P25-混合5％Fe2O3光催化剂。随后，再P25-混合5％Fe2O3(固含量，1.0g/L)粉末加入到50ml的亚甲基蓝溶液中(MB,浓度：1.0x10-5g/L)，在暗室充分搅拌30分钟后，放入氙灯光催化仪(XD350W-1，过滤掉≤450nm)可见光仪器进行降解，每隔一定时间分别从体系中取出5ml，经离心、分离后，再在紫外光下(663nm)测定其残留的MB值，以实时浓度/原始浓度(C/C0)为纵坐标，以时间为横坐标作出光催化降解MB的图。
图1是商业化P25(浓度：1.0g/L)在可见光下催化降解亚甲基蓝(MB＝1.0x10-5g/L)的催化值；从图中可以看出，在80分钟可见光催化下，降解亚甲基蓝(MB)约为31.2％；
图2是实施例一用四氧化三铁经由分段煅烧程序后，制备出三氧化二铁(Fe2O3，浓度：1.0g/L)在可见光催化下降解亚甲基蓝(MB＝1.0x10-5g/L)值，如图2所示。从图中可以看出，在80分钟可见光催化下，降解亚甲基蓝(MB)约为22.5％；
图3是实施例二P25和四氧化三铁质量比为20％所制备出的P25-20％Fe2O3，在可见光作用下催化降解亚甲基蓝(MB＝1.0x10-5g/L)值。从图中可以看出，在80分钟可见光催化下，降解亚甲基蓝(MB)约为47.1％，比P25在同样的情况下提高了约16％，比三氧化二铁(Fe2O3)在同样的情况下提高了24.6％。
图4是实施例三P25和四氧化三铁质量比为40％所制备出的P25-40％Fe2O3，在可见光作用下，催化降解亚甲基蓝(MB＝1.0x10-5g/L)值，从图中可以看出，在80分钟可见光催化下，降解亚甲基蓝(MB)约为43.4％，比实施例二P25-20％Fe2O3略微下降，但仍比P25在同样的情况下提高了约12.2％，比三氧化二铁(Fe2O3)在同样的情况下提高了20.9％。
图5是实施例四P25和四氧化三铁质量比为80％所制备出的P25-80％Fe2O3，在可见光作用下，催化降解亚甲基蓝(MB＝1.0x10-5g/L)值，从5图中可以看出，在80分钟可见光催化下，降解亚甲基蓝(MB)约为33.7％，比实施例二P25-20％Fe2O3下降更加明显(约13.4％)，这可能是由于Fe2O3比例太高，难于与P25进行很好的融合。但此时，其催化值略高于P25在同样的情况下催化值，但仍比三氧化二铁(Fe2O3)在同样的情况下提高了11.2％。
图6是实施例五P25和四氧化三铁质量比为10％所制备出的P25-10％Fe2O3，在可见光作用下催化降解亚甲基蓝(MB＝1.0x10-5g/L)值。从图中可以看出，在80分钟可见光催化下，降解亚甲基蓝(MB)达到57.2％，比实施例二P25-20％Fe2O3催化值有明显的提高(约10.1％)。这可能是由于Fe2O3比例下降，更易于与P25进行很好的融合，从而进一步展现出P25和Fe2O3的协同效应。
图7是实施例六P25和四氧化三铁质量比为5％所制备出的P25-5％Fe2O3，在可见光作用下催化降解亚甲基蓝(MB＝1.0x10-5g/L)值。从图7中可以看出，在80分钟可见光催化下，降解亚甲基蓝(MB)约为64.5％，比实施例二P25-20％Fe2O3催化值有进一步提高(约17.4％)。比P25在同样条件下降解亚甲基蓝的可见光效率提高了107％，这进一步说明了本发明的Fe2O3改性P25能获得高效的可见光催化效率。
图8是实施例七P25和三氧化二铁质量比为5％直接混合所制备出的P25-混合5％Fe2O3，在可见光作用下，催化降解亚甲基蓝(MB＝1.0x10-5g/L)值，从图中可以看出，在80分钟可见光催化下，降解亚甲基蓝(MB)约为37.1％，比实施例六P25-混合5％Fe2O3催化值明显的下降(高达27.6％)。比P25在同样条件下降解亚甲基蓝的可见光效率仅仅提高了3.5.9％，这进一步说明了本发明的Fe2O3改性P25能获得高效的可见光催化效率。

Claims (6)

1.一种三氧化二铁改性的二氧化钛高效可见光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将P25二氧化钛纳米粒子和Fe3O4粉末充分混合，备用；
(2)对步骤(1)所得粉末采用程序升温煅烧法煅烧，使四氧化三铁Fe3O4转变成三氧化二铁Fe2O3的同时，能与P25进行良好的融合，制备出三氧化二铁改性的二氧化钛Fe2O3/TiO2高效可见光催化剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述P25二氧化钛纳米粒子粒径20-30nm，四氧化三铁Fe3O4磁性纳米粒子粒径20-30nm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述四氧化三铁的加入量是P25二氧化钛纳米粒子质量的1-80％。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述四氧化三铁的加入量是P25二氧化钛纳米粒子质量的2-8％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的程序煅烧法升温法为：25℃升温至250℃，用时250min，保持60min；250℃升温至300℃，用时100min，保持30min；300℃升温至350℃，用时200min，保持120min；350℃升温至400℃，用时200min，保持60min；400℃升温至450℃，用时200min，保持120min。
6.如权利要求1所述制备方法制得的三氧化二铁改性的二氧化钛高效可见光催化剂，其特征在于，将其用于亚甲基蓝污染物的光催化降解。
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