摘要: 磁载纳米TiO2催化剂以其无毒、催化活性高和可回收使用等优点，成为一种应用广泛的光催化剂。但是，磁载纳米TiO2催化剂在使用过程中存在以下两个缺点:首先，磁性内核化学稳定性差，磁核与TiO2直接接触会带来催化活性的下降;其次，TiO2的带隙较大（锐... 展开 磁载纳米TiO2催化剂以其无毒、催化活性高和可回收使用等优点，成为一种应用广泛的光催化剂。但是，磁载纳米TiO2催化剂在使用过程中存在以下两个缺点:首先，磁性内核化学稳定性差，磁核与TiO2直接接触会带来催化活性的下降;其次，TiO2的带隙较大（锐钛矿～3.2 eV），只有在紫外光激发下才能发挥出催化活性。因此，制备出具有可见光催化活性且性能稳定的磁载纳米TiO2催化剂具有重要的实际意义。 本文首先采用沉淀-溶剂热法制备出ZnFe2O4纳米磁性粒子，以葡萄糖为碳源采用水热法制备出ZnFe2O4@C二元磁核，之后以TBOT为钛源、采用溶胶凝胶法在ZnFe2O4@C外包覆TiO2，并对其进行F-N共掺杂，成功制备了ZnFe2O4@C@TiO2-F,N复合催化剂。运用XRD、TEM、VSM、XPS和UV-vis DRS等手段对催化剂进行表征，以甲基橙为污染物模型在紫外-可见光下探究其催化活性，并考察了催化剂的重复使用性能。结果表明:制备得到的三元复合催化剂ZnFe2O4@C@TiO2-FN具有核壳结构，粒径在1000nm左右，具有超顺磁性，饱和磁化强度达到了12.8 emu/g。其中磁核ZnFe2O4为尖晶石结构、粒径为100nm左右、饱和磁化强度77.5 emu/g;中间碳层厚度约为5～10nm左右，有效地避免了光溶解现象的发生，二元ZnFe2O4@C的饱和磁化强度33.9 emu/g;外层TiO2为锐钛矿结构，厚度在50～70nm左右。三元复合催化剂ZnFe2O4@C@TiO2-F,N对400～800nm的可见光吸收大大增强，相比于未掺杂的样品和纯TiO2发生了红移现象。带隙能为1.42 eV;紫外下对甲基橙在210min内的脱色率达到100％，可见光下对甲基橙150 min内降解率达到100％。XPS表明F元素以Ti-F键的形式掺进了TiO2，N元素取代O位掺进了TiO2，共掺杂的协同作用提高了复合催化剂的紫外-可见光活性。且催化剂重复使用五次后，紫外-可见光下催化对MO的降解率仍能保持90％以上。 收起