氟氮共摻雜磁性ZnFe2O4@C@TiO2-FN復合催化劑的制備和性能研究.pdf

1、磁載納米TiO2催化劑以其無毒、催化活性高和可回收使用等優(yōu)點，成為一種應(yīng)用廣泛的光催化劑。但是，磁載納米TiO2催化劑在使用過程中存在以下兩個缺點:首先，磁性內(nèi)核化學穩(wěn)定性差，磁核與TiO2直接接觸會帶來催化活性的下降;其次，TiO2的帶隙較大（銳鈦礦～3.2 eV），只有在紫外光激發(fā)下才能發(fā)揮出催化活性。因此，制備出具有可見光催化活性且性能穩(wěn)定的磁載納米TiO2催化劑具有重要的實際意義。
　　本文首先采用沉淀-溶劑熱法制備出Zn

2、Fe2O4納米磁性粒子，以葡萄糖為碳源采用水熱法制備出ZnFe2O4@C二元磁核，之后以TBOT為鈦源、采用溶膠凝膠法在ZnFe2O4@C外包覆TiO2，并對其進行F-N共摻雜，成功制備了ZnFe2O4@C@TiO2-F,N復合催化劑。運用XRD、TEM、VSM、XPS和UV-vis DRS等手段對催化劑進行表征，以甲基橙為污染物模型在紫外-可見光下探究其催化活性，并考察了催化劑的重復使用性能。結(jié)果表明:制備得到的三元復合催化劑ZnFe

3、2O4@C@TiO2-FN具有核殼結(jié)構(gòu)，粒徑在1000nm左右，具有超順磁性，飽和磁化強度達到了12.8 emu/g。其中磁核ZnFe2O4為尖晶石結(jié)構(gòu)、粒徑為100nm左右、飽和磁化強度77.5 emu/g;中間碳層厚度約為5～10nm左右，有效地避免了光溶解現(xiàn)象的發(fā)生，二元ZnFe2O4@C的飽和磁化強度33.9 emu/g;外層TiO2為銳鈦礦結(jié)構(gòu)，厚度在50～70nm左右。三元復合催化劑ZnFe2O4@C@TiO2-F,N對40