TiO2@PANI@鐵氧體光催化磁流體的制備及其光催化與磁回收性能研究

TiO2@PANI@鐵氧體光催化磁流體的制備及其光催化與磁回收性能研究

摘要：本文通過(guò)簡(jiǎn)單的兩步法合成了TiO2@PANI@鐵氧體光催化磁流體，并研究了其光催化和磁回收性能。結(jié)果表明，該光催化磁流體具有良好的光催化活性和磁回收性能，可望應(yīng)用于環(huán)境污染物的凈化和回收。

關(guān)鍵詞：TiO2@PANI@鐵氧體、光催化、磁回收、制備

引言

隨著環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重，基于光催化技術(shù)的環(huán)境凈化方法備受關(guān)注。然而，光催化劑的回收與再利用一直是制約其應(yīng)用的難題。傳統(tǒng)的光催化劑回收方法一般需要復(fù)雜的沉淀、離心等過(guò)程，且易造成光催化劑的丟失，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。因此，研發(fā)一種可以同時(shí)具備光催化活性和易于回收的材料具有重要意義。

實(shí)驗(yàn)部分

1.材料的制備

首先，采用溶膠-凝膠法合成了鐵氧體納米顆粒。將適量的鐵粉和乙二醇溶解在無(wú)水乙醇中，保持?jǐn)嚢璨⒓訜嶂?0°C。隨后，加入一定量的氨水調(diào)節(jié)pH值，繼續(xù)攪拌2小時(shí)，得到混合溶膠。將混合溶膠熱處理于150°C下10小時(shí)，形成鐵氧體納米顆粒。

其次，在鐵氧體納米顆粒的表面包裹上聚苯胺（PANI）。將鐵氧體納米顆粒溶解在鹽酸中，調(diào)整pH至2，并加入苯胺溶液。保持?jǐn)嚢韬螅渭右欢康倪^(guò)硫酸銨，反應(yīng)24小時(shí)。最后，通過(guò)離心、洗滌和干燥，得到TiO2@PANI@鐵氧體。

2.性能測(cè)試

將所制備的TiO2@PANI@鐵氧體樣品用掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）進(jìn)行表征。結(jié)果表明，所合成的樣品具有均一的顆粒形貌和良好的分散性。

進(jìn)行光催化性能測(cè)試時(shí)，將TiO2@PANI@鐵氧體樣品溶解在甲醇中，并將紫外光照射樣品溶液。通過(guò)檢測(cè)溶液中亞甲基藍(lán)的降解率來(lái)評(píng)估光催化活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，光催化磁流體對(duì)亞甲基藍(lán)具有較好的降解效果，表明其優(yōu)異的光催化活性。

磁回收性能測(cè)試中，使用恒定磁場(chǎng)將TiO2@PANI@鐵氧體樣品定向收集，并通過(guò)水洗使其分散。重復(fù)該操作多次后，通過(guò)測(cè)量溶液中殘留顆粒的質(zhì)量來(lái)評(píng)估磁回收性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該樣品在恒定磁場(chǎng)下呈現(xiàn)出良好的磁回收性能，可重復(fù)使用多次。

討論與結(jié)論

本文成功合成了TiO2@PANI@鐵氧體光催化磁流體，并研究了其光催化和磁回收性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該光催化磁流體具有良好的光催化活性和磁回收性能，可望應(yīng)用于環(huán)境污染物的凈化和回收。然而，仍需進(jìn)一步研究該材料的性能優(yōu)化和實(shí)際應(yīng)用，以推動(dòng)其在環(huán)境領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

致謝

感謝實(shí)驗(yàn)中用到的儀器設(shè)備和提供的材料。

綜合以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，成功合成了TiO2@PANI@鐵氧體光催化磁流體，并對(duì)其進(jìn)行了光催化和磁回收性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)證明，該光催化磁流體具有良好的光催化活性和磁回收性能，可望應(yīng)用于環(huán)境污染物的凈化和回收。然