CN110327981A - 一种磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂及其制备方法 - Google Patents
一种磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110327981A CN110327981A CN201910595542.0A CN201910595542A CN110327981A CN 110327981 A CN110327981 A CN 110327981A CN 201910595542 A CN201910595542 A CN 201910595542A CN 110327981 A CN110327981 A CN 110327981A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mil
- nickel ferrite
- magnetic
- catalyst
- composite photo
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- NQNBVCBUOCNRFZ-UHFFFAOYSA-N nickel ferrite Chemical compound [Ni]=O.O=[Fe]O[Fe]=O NQNBVCBUOCNRFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 64
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 27
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 229960000935 dehydrated alcohol Drugs 0.000 claims description 9
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 8
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229940044631 ferric chloride hexahydrate Drugs 0.000 claims description 4
- NQXWGWZJXJUMQB-UHFFFAOYSA-K iron trichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Cl-].Cl[Fe+]Cl NQXWGWZJXJUMQB-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 4
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 4
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- LAIZPRYFQUWUBN-UHFFFAOYSA-L nickel chloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Cl-].[Cl-].[Ni+2] LAIZPRYFQUWUBN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 claims 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000013110 organic ligand Substances 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N rhodamine B Chemical compound [Cl-].C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C(O)=O PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940043267 rhodamine b Drugs 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- HFZWRUODUSTPEG-UHFFFAOYSA-N 2,4-dichlorophenol Chemical compound OC1=CC=C(Cl)C=C1Cl HFZWRUODUSTPEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000708 MFe2O4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000000026 X-ray photoelectron spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004577 artificial photosynthesis Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol;titanium Chemical compound [Ti].CCCCO.CCCCO.CCCCO.CCCCO FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000002925 chemical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000005307 ferromagnetism Effects 0.000 description 1
- XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N fluoroethene Chemical compound FC=C XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000001782 photodegradation Methods 0.000 description 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920006316 polyvinylpyrrolidine Polymers 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/26—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24
- B01J31/28—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24 of the platinum group metals, iron group metals or copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/33—Electric or magnetic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/40—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明属于光催化材料领域，具体涉及一种磁性铁酸镍/MIL‑125(Ti)复合光催化剂及其制备方法。采用溶剂热法先制备磁性铁酸镍，后一步法制备磁性铁酸镍/MIL‑125(Ti)复合光催化剂。该材料具有良好的催化性能、优良的磁学特性、良好的光响应范围、容易回收利用、稳定的化学性质等特点，有望在光催化、环境治理等领域得到广阔的应用。此外，赋予光催化剂磁性，可以实现磁性分离和循环使用、降低处理成本、提高经济效益。本发明可应用于光催化环境治理领域，有利于实际应用和工业化生产。此外，赋予光催化剂磁性，可以实现磁性分离和循环使用、降低处理成本、提高经济效益。本发明可应用于光催化环境治理领域，有利于实际应用和工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于光催化材料领域，具体涉及一种磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂及其制备方法，该复合光催化剂在环境和能源等领域具有广阔的应用前景。
背景技术
从1972年Fujishima等人发现半导体材料的光催化效应以来，半导体光催化剂技术得到充分的发展。随着环境污染和能源危机困扰人类社会难题的出现，光催化材料在污染治理、太阳能转换、自清洁等方面的应用探究成为世界各国学者广泛开展的研究工作。MOFs是由机连接器和金属氧簇组成的一类新型有机-无机杂化材料的三维多孔网络结构。从提出MOFs这一定义以来，人们在对MOFs合成的研究过程中，通过利用不同的合成方法，不同的有机配体，不同的金属离子等成功合成出了大量具有新结构和性能的MOFs材料。在光催化应用中，充当MOFs结构中的桥的有机配体可以吸收光能，从而激发出光生载流子，并通过有机配体将电荷转移到金属或金属簇。因此，MOFs就可以像半导体材料一样具有了一定的光催化作用活性，进而应用于人工光合作用的工程中去。MIL-125(Ti)，是众多MOFs材料中的一种，它具有制备简单、性能稳定、比表面积大和光催化性能优良的特点。
尖晶石结构的纳米铁氧体具有独特的结构和性质，例如小尺寸效应、表面效应、量子隧道效应等。因其具有很好的化学效应、热稳定性、磁性能和电学性能，使其在微波器件、传感器、催化剂和磁性方面有广泛的应用。其中铁酸镍(NiFe2O4)是由Fe2O3和NiO组成的铁氧体，它是目前最为广泛的软磁铁氧体之一。
目前关于MIL-125(Ti)与磁性铁酸镍，国内外的学者对其做了大量的研究，如发现了MOFs@SiO2核壳纳米粒子在可见光照射下可提高光催化活性；还有通过溶胶凝胶法制备出MIL-125(Ti)，溶剂法制备了铁氧体（MFe2O4)并复合了铁氧体与MIL-125(Ti)材料表明对罗丹明B溶液和2,4-二氯苯酚都聚有很好的光催化性能等。
发明内容
本发明的目的是：提供一种磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂及其制备方法，制得的复合光催化剂利用率高、光催化性能好，可磁性分离循环使用，并可应用于环境治理领域。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂，其特征在于：所述复合光催化剂是通过利用简易的溶剂热法将磁性铁酸镍、MIL-125(Ti)制备出，然后再通过溶剂热法将磁性铁酸镍和MIL-125(Ti)结合起来，制备出磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂，使其具有光催化和磁分离循环使用双功能，所述磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)的形貌是球形铁酸镍附着在较为规整的八面体形MIL-125(Ti)上，其中磁性铁酸镍的直径为200~300nm，MIL-125(Ti)的直径为0.2~0.3μm。
所述磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备MIL-125(Ti)：
将一定量的对苯二甲酸置于一定体积的N,N-二甲基甲酰胺和甲醇的混合溶液中磁力搅拌10~20min至均匀，然后逐滴加入钛酸正丁酯，磁力搅拌30~60min至均匀，所得物料移入一个密封的带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，于120~200℃条件下水热反应6~48h，而后自然冷却至室温，用N,N-二甲基甲酰胺和无水乙醇离心洗涤产物3~5次，而后将沉淀物置于60℃干燥24~48h，研磨后得到产物MIL-125(Ti)；
其中，对苯二甲酸、N,N-二甲基甲酰胺、甲醇、钛酸正丁酯的用量比为0.22~4.4g:10~36mL: 0~10mL:0.24~4.8mL。
（2）制备磁性铁酸镍：
取一定量的六水合氯化铁和六水合氯化镍于一定体积的超纯水中磁力搅拌10~20min至均匀，然后再投加一定量的氢氧化钠溶液磁力搅拌20~30min至均匀，将所得物料移入一个密封的带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，于120~200℃条件下水热反应6~24h，而后自然冷却至室温，磁铁分离并用超纯水和无水乙醇洗涤产物3~5次，而后将产物置于60℃真空干燥24~48h，研磨后得到产物磁性铁酸镍；
（3）将磁性铁酸镍按一定比例置于MIL-125(Ti)体系中，加入一定量的聚乙烯吡咯烷酮，然后搅拌均匀得到前驱体，将所述前驱体移入一个密封的带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，于120~200℃条件下水热反应6~48 h，而后自然冷却至室温，离心洗涤产物，而后将沉淀物0℃真空干燥24~48h、研磨后得到磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂。
进一步的，步骤（3）中，所述磁性铁酸镍和MIL-125(Ti)的质量比为x:1，x=0.02~0.1。
步骤（3）中，所述磁性铁酸镍和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1:y，y=1~10。
步骤（3）中，所述产物用超纯水和无水乙醇离心洗涤3~5次，所得沉淀物于60℃真空干燥24~48h。
上述的磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂可应用于光催化环境治理领域中。
本发明将MIL-125(Ti)与磁性铁酸镍通过一定的结合方式复合，利用磁性铁酸镍高硬度、高强度、耐高温、热稳定性好、较大的矫顽力和铁磁性、兼具光催化活性和易回收利用等特点，使得与MIL-125(Ti)复合后，可提高对太阳光能的综合利用率，降低使用成本。具体的，先以溶剂热法制备磁性铁酸镍和MIL-125(Ti)，然后在制备MIL-125(Ti)的体系里加入不同质量的磁性铁酸镍制备出高效磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂。该复合光催化剂综合利用MIL-125(Ti)和铁酸镍的优点，有望在光催化、环境治理等领域得到广阔的应用。此外，赋予光催化剂磁性，可以实现磁性分离和循环使用、降低处理成本、提高经济效益。本发明可应用于光催化环境治理领域，有利于实际应用和工业化生产。此外，赋予光催化剂磁性，可以实现磁性分离和循环使用、降低处理成本、提高经济效益。本发明可应用于光催化环境治理领域，有利于实际应用和工业化生产。
附图说明
图1为本发明实施例1（上左）、例2（上右）、例3（C）产物的SEM照片。
图2 为本发明实施例1、例2、例3产物的FT-IR谱图。
图3 为本发明实施例1、例2、例3产物的XRD谱图。
图4 为本发明实施例3产物的XPS谱图。
图5 为实施例3产物的磁滞回归线图，其中所嵌入的(a)、(b)为本发明实施例3产物的磁性分离前后对比图，实施例3产物为反应时间16h、温度为180 oC下合成的NiFe2O4/MIL-125(Ti，磁性铁酸镍和MIL-125(Ti)的质量比为x:1，x=0.02。
具体实施方式
下面结合具体实例进一步阐明本发明。
实施例1：MIL-125(Ti)的制备
取22.5mL的N,N-二甲基甲酰胺、2.5mL甲醇和1.2500g对苯二甲酸磁力搅拌15min，然后逐滴滴入1.55 mL钛酸四丁酯，磁力搅拌45min，将此前驱体移入一个50mL密封的带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，放置鼓风干燥机中180℃条件下水热反应32h，而后自然冷却至室温，用超纯水和无水乙醇经台式离心机104 rpm/8min离心洗涤产物5次，而后将沉淀物置于60℃干燥36h，研磨后得到产物MIL-125(Ti)。
实施例2：磁性铁酸镍的制备
取2.7025g的六水合氯化铁和1.1885g六水合氯化镍，磁力搅拌15min，然后再投加0.05mol·L-1氢氧化钠磁力搅拌30min，将此前驱体移入一个50mL密封的带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，放置鼓风干燥机中180℃条件下水热反应10h，然后自然冷却至室温，磁铁分离并用超纯水和无水乙醇洗涤产物5次，而后将产物置于60℃真空干燥36h，研磨后得到磁性铁酸镍。
实施例3：磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂的制备
取22.5mL的N,N-二甲基甲酰胺、2.5mL甲醇和1.2500g对苯二甲酸磁力搅拌15min，然后逐滴滴入1.55mL钛酸四丁酯，取出磁转子，再称取200mg的聚乙烯吡咯烷酮和0.0176g上述实施例2所制备的磁性铁酸镍加入制备MIL-125(Ti)的体系里，超声搅拌45min，并将此前驱体移入一个50mL密封的带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，放置鼓风干燥机中180℃条件下水热反应16h，而后自然冷却至室温，磁铁分离并用超纯水和无水乙醇洗涤产物5次，而后将沉淀物置于60℃真空干燥36h，研磨后得到产物磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂。实施例3产物磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂中磁性铁酸镍和MIL-125(Ti)的质量比为x:1，x=0.02~0.1,本实施例x取0.02。
实施例4：磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂降解罗丹明B（RhB）的效果
采用正交设计L16(45)方法，选择光催化时间（2~8h）、铁酸镍与MIL-125(Ti)质量比（0.02:1~0.1:1）、催化剂投加量(0.01~0.20g)和RhB浓度(1.0~10.0ppm)四个因素各四个水平进行试验，详细如下：称取0.1g上述制得的磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂投加到20mL不同浓度的RhB中，在黑暗中振荡一天，实现催化剂和染料之间吸附-解吸平衡。然后用模拟太阳光源的LED灯以规定的间隔进行光催化反应，并使用紫外可见分光光度计在其最大吸收波长处测试RhB吸光度。确定最优选降解RhB操作试验方案为：光催化时间为2h，铁酸镍与MIL-125(Ti)质量比（0.02:1），催化剂投加量为0.1g，溶液的浓度为2.0ppm。经三次平行优选条件下试验，RhB降解率为93.83%，经过四次循环利用的磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)催化剂，对RhB光降解率仍能达到90.59%以上。
Claims (10)
1.一种磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂，其特征在于：所述复合光催化剂是通过溶剂热法将磁性铁酸镍和MIL-125(Ti)结合起来，制备出磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂，使其具有光催化和磁分离循环使用双功能，所述磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)的形貌是球形铁酸镍附着在较为规整的八面体形MIL-125(Ti)上，其中磁性铁酸镍的直径为200~300nm，MIL-125(Ti)的直径为0.2~0.3μm。
2.如权利要求1所述的一种磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：
（1）制备MIL-125(Ti)；
（2）制备磁性铁酸镍；
（3）制备磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂：
将磁性铁酸镍置于MIL-125(Ti)体系中，加入聚乙烯吡咯烷酮，然后搅拌均匀得到前驱体，将所述前驱体移入一个密封的带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，于120~200℃条件下水热反应6~48h，而后自然冷却至室温，离心洗涤产物，而后将沉淀物干燥、研磨后得到磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂。
3.根据权利要求2所述的一种磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述磁性铁酸镍和MIL-125(Ti)的质量比为x:1，x=0.02~0.1。
4.根据权利要求2所述的一种磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述磁性铁酸镍和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1:y，y=1~10。
5. 根据权利要求2所述的一种磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述产物用超纯水和无水乙醇离心洗涤3~5次，所得沉淀物于60℃干燥24~48 h。
6. 根据权利要求2所述的一种磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述MIL-125(Ti)的制备方法具体如下：将一定量的对苯二甲酸置于一定体积的N,N-二甲基甲酰胺和甲醇的混合溶液中磁力搅拌均匀，然后逐滴加入钛酸正丁酯，磁力搅拌均匀，所得物料移入一个密封的带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，于120~200℃条件下水热反应6~48h，而后自然冷却至室温，用N,N-二甲基甲酰胺和无水乙醇离心洗涤产物3~5次，而后将沉淀物置于60℃干燥24~48 h，研磨后得到产物MIL-125(Ti)。
7. 根据权利要求6所述的一种磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂的制备方法，其特征在于：所述对苯二甲酸、N,N-二甲基甲酰胺、甲醇、钛酸正丁酯的用量比为0.22~4.4g:10~36mL: 0~10mL:0.24~4.8mL。
8.根据权利要求2所述的一种磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述磁性铁酸镍的制备方法具体如下：将六水合氯化铁和六水合氯化镍置于水中磁力搅拌均匀，然后再投加氢氧化钠溶液磁力搅拌均匀，将所得物料移入一个密封的带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，于120~200℃条件下水热反应6~24h，而后自然冷却至室温，磁铁分离并用超纯水和无水乙醇洗涤产物3~5次，而后将产物置于60℃真空干燥24~48h，研磨后得到产物磁性铁酸镍。
9.根据权利要求8所述的一种磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂的制备方法，其特征在于：所述六水合氯化铁与六水合氯化镍的摩尔比为2:1。
10.如权利要求1所述的磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂在光催化环境治理领域中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910595542.0A CN110327981A (zh) | 2019-07-03 | 2019-07-03 | 一种磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910595542.0A CN110327981A (zh) | 2019-07-03 | 2019-07-03 | 一种磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110327981A true CN110327981A (zh) | 2019-10-15 |
Family
ID=68143871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910595542.0A Pending CN110327981A (zh) | 2019-07-03 | 2019-07-03 | 一种磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110327981A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111617807A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-09-04 | 朱婷婷 | 一种Fe改性纳米锰氧化物/MIL-125(Ti)催化剂及其制备方法 |
| CN112844320A (zh) * | 2020-12-26 | 2021-05-28 | 中南大学 | 一种碳材料包裹尖晶石铁氧化物原位生长MOFs吸附催化复合体及其制备方法与应用 |
| CN113019375A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-06-25 | 辽宁大学 | 一种双Z型光催化剂NiO/NiFe2O4/Fe2O3及其应用 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104722335A (zh) * | 2015-01-30 | 2015-06-24 | 湖南大学 | 石墨型氮化碳-金属有机框架复合光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN105562017A (zh) * | 2016-01-24 | 2016-05-11 | 上海应用技术学院 | 一种NiFe2O4/SnO2复合光催化剂的制备方法 |
| CN107008331A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-08-04 | 常州大学怀德学院 | NiFe2O4/Cu2O磁性复合纳米催化剂的制备方法及该催化剂的应用 |
| CN107899592A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-04-13 | 江苏理工学院 | 一种磁性可回收片状NiFe2O4/BiOI复合纳米材料的制备方法及应用 |
| CN108409979A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-08-17 | 南开大学 | 一种氧化亚铜-金属有机框架复合材料及其制备方法 |
| CN112138675A (zh) * | 2020-10-14 | 2020-12-29 | 成都新柯力化工科技有限公司 | 一种用于处理印染排放液的复合磁性光催化剂及制备方法 |
-
2019
- 2019-07-03 CN CN201910595542.0A patent/CN110327981A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104722335A (zh) * | 2015-01-30 | 2015-06-24 | 湖南大学 | 石墨型氮化碳-金属有机框架复合光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN105562017A (zh) * | 2016-01-24 | 2016-05-11 | 上海应用技术学院 | 一种NiFe2O4/SnO2复合光催化剂的制备方法 |
| CN107008331A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-08-04 | 常州大学怀德学院 | NiFe2O4/Cu2O磁性复合纳米催化剂的制备方法及该催化剂的应用 |
| CN107899592A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-04-13 | 江苏理工学院 | 一种磁性可回收片状NiFe2O4/BiOI复合纳米材料的制备方法及应用 |
| CN108409979A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-08-17 | 南开大学 | 一种氧化亚铜-金属有机框架复合材料及其制备方法 |
| CN112138675A (zh) * | 2020-10-14 | 2020-12-29 | 成都新柯力化工科技有限公司 | 一种用于处理印染排放液的复合磁性光催化剂及制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 姜震: ""磁性铁酸镍和铁酸镍基复合材料的合成及其对染料降解和吸附性能的研究"", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士) 工程科技Ⅰ辑》 * |
| 张千: ""MIL-125(TI)与改性MIL-125(TI)的制备及其催化性能研究"", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士) 工程科技Ⅰ辑》 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111617807A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-09-04 | 朱婷婷 | 一种Fe改性纳米锰氧化物/MIL-125(Ti)催化剂及其制备方法 |
| CN111617807B (zh) * | 2020-06-10 | 2021-06-22 | 浙江致远环境科技有限公司 | 一种Fe改性纳米锰氧化物/MIL-125(Ti)催化剂及其制备方法 |
| CN112844320A (zh) * | 2020-12-26 | 2021-05-28 | 中南大学 | 一种碳材料包裹尖晶石铁氧化物原位生长MOFs吸附催化复合体及其制备方法与应用 |
| CN112844320B (zh) * | 2020-12-26 | 2022-03-18 | 中南大学 | 一种碳材料包裹尖晶石铁氧化物原位生长MOFs吸附催化复合体及其制备方法与应用 |
| CN113019375A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-06-25 | 辽宁大学 | 一种双Z型光催化剂NiO/NiFe2O4/Fe2O3及其应用 |
| CN113019375B (zh) * | 2021-03-15 | 2023-05-26 | 辽宁大学 | 一种双Z型光催化剂NiO/NiFe2O4/Fe2O3及其应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107308990B (zh) | 一种TiO2/卟啉/MOFs超薄异质体的制备方法 | |
| CN110327981A (zh) | 一种磁性铁酸镍/MIL-125(Ti)复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN106076421B (zh) | 一种MIL-53(Fe)/g-C3N4纳米片复合光催化材料的制备方法 | |
| CN104190470B (zh) | 一种三明治结构Zr-MOFs/石墨烯复合光催化剂及其制备和应用 | |
| CN111389442A (zh) | 负载于泡沫镍表面的p-n异质结复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN101890350B (zh) | Fe3+掺杂TiO2空心球催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN110882725B (zh) | 金属有机骨架负载二氧化钛光催化材料及其制备方法 | |
| CN110227500A (zh) | 一种Cd1-xZnxS-Ni/MoS2复合光催化剂及其制备方法、应用 | |
| CN105854863A (zh) | 一种C/ZnO/TiO2复合纳米光催化材料的制备方法 | |
| CN108295907A (zh) | 一种复合可见光光催化剂Ag2CO3/TiO2/UiO-66-(COOH)2的制备方法及其应用 | |
| CN106000474B (zh) | 一种卟啉/二氧化钛均匀共组纳米球的制备方法及其应用 | |
| CN106824279A (zh) | 一种能光催化裂解水的金属有机框架材料及其制备方法 | |
| CN106694050A (zh) | 一种核壳结构可见光催化剂的制备方法 | |
| CN105107549A (zh) | 基于染料配体的金属有机骨架材料Ag@Gd-MOF的制备方法及应用 | |
| CN110368955A (zh) | 一种VS2/CdS复合光催化剂的制备方法 | |
| CN106345506B (zh) | 一种三元Ta2O5/rGO/g-C3N4纳米片复合光催化剂及其制备方法和用途 | |
| CN110327983A (zh) | 一种磁性石墨相氮化碳/MIL-125(Ti)复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN107497455B (zh) | 一种微量硫表面修饰的超薄钨酸铋纳米片光催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN109052344A (zh) | 一种石墨相氮化碳/氧化镍复合材料的制备方法 | |
| CN115121241B (zh) | 氧化铟与钛酸镧异质结光催化剂及其制备方法 | |
| CN110102349A (zh) | 一种α-Fe2O3/TpPa-2复合材料的制备及光解水制氢 | |
| CN107188178B (zh) | 一种g-C3N4表面光电压信号增强的制备方法 | |
| CN112429761A (zh) | 一种铜钴双掺杂八面体二氧化铈纳米材料的制备方法 | |
| CN105312090B (zh) | 一种(C5H5)Ru/TiO2有机无机杂化光催化剂 | |
| CN113717391B (zh) | 一种含硼的锆基金属有机框架材料及其制备方法与应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191015 |