一种磁性TiO2基体改性光催化剂及其制备和应用

一种磁性tio2基体改性光催化剂及其制备和应用
技术领域
1.本发明涉及可见光催化剂技术领域，主要涉及一种磁性tio2基体改性光催化剂及其制备和应用。


背景技术：

2.微污染物在水生环境中的广泛分布已成为人们日益关注的问题。这些污染物主要通过家庭、医院、农业和工业活动进入水体。环境中新烟碱类杀虫剂的积累不仅会影响传粉昆虫的生存，还会对人体健康造成慢性危害。研究表明，长期接触新烟碱类杀虫剂将增加儿童神经发育障碍和老年人帕金森氏症和阿尔茨海默氏症的风险。
3.目前已有微生物降解这些污染物的方法，但这种传统技术复杂、效率低、易受环境因素影响。光催化技术因其操作简单、反应迅速、绿色高效等优点而越来越受到人们的关注。但部分半导体材料由于其自身物理化学性质，导致其能带较宽，仅能响应太阳光中的紫外区间，且光生电子及空穴较容易重新组合，不利于在可见光条件下对污染物质进行降解。
4.因此，开发一种制备方法简单、可见光利用率更高、对微污染物降解速率更高、稳定性更好、且方便回收重复利用的可见光催化纳米材料将是本领域技术的重点研究目标。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明提供了一种磁性tio2基体改性光催化剂及其制备和应用，以达到制作可见光利用率更高、对微污染物降解速率更高、稳定性更好、且方便回收重复利用的可见光催化纳米材料的目标。
6.第一方面，本发明提供了一种磁性tio2基体改性光催化剂，该磁性tio2基体改性光催化剂是以单层rgo为基元材料，在所述基元材料上嫁接tio
2-x
纳米颗粒和fe3o4纳米颗粒得到的。
7.优选地，磁性tio2基体改性光催化剂中fe与ti的摩尔比值为0.5～2。
8.第二方面，本发明提供了一种磁性tio2基体改性光催化剂的制备方法，用于制备第一方面所述的磁性tio2基体改性光催化剂，所述方法包括：
9.步骤1：制备tio2溶胶；
10.步骤2：将氧化石墨烯和六水合氯化铁溶解于有机醇中，得到第一混合体系，并将醋酸钠、tio2溶胶、乙二胺依次加入到所述第一混合体系中，得到第二混合体系；
11.步骤3：将所述第二混合体系置于反应容器中，进行水热反应；
12.步骤4：将水热反应后的反应体系进行后处理，得到tio
2-x-rgo/fe3o4纳米材料。
13.优选地，在所述步骤1中，制备tio2溶胶的步骤如下：
14.在磁搅拌下，向无水乙醇中以4s/滴和1s/滴的速度，滴加醋酸和钛酸四丁酯，得到溶液a；
15.在烧杯中加入无水乙醇和去离子水，用稀硝酸调节溶液ph至2，制得溶液b；
16.将所述溶液b缓慢加入所述溶液a中,连续搅拌30min,得到tio2溶胶。
17.优选地，在所述步骤2中，所述将氧化石墨烯和六水合氯化铁溶解于有机醇中，包括：
18.将氧化石墨烯悬浮液加入到有机醇中，用超声波分散均匀得到氧化石墨烯混合体系；
19.将六水合氯化铁的有机醇溶液，加入所述氧化石墨烯混合体系中混合均匀，得到所述第一混合体系。
20.优选地，在所述步骤2中，
21.所述氧化石墨烯为高纯单层氧化石墨烯；
22.所述有机醇为乙二醇或异丙醇。
23.优选地，在所述步骤3中，所述水热反应的反应时间为7-15h，反应温度为150-250℃。
24.优选地，在所述步骤4中，所述后处理包括：
25.将所述反应体系用无水乙醇和超纯水分别离心洗涤至中性，常规次数为无水乙醇与超纯水各5次，单次离心转速为8000rpm、时间为5min；
26.将洗涤后的产物在冷冻干燥机中干燥，干燥时间为大于等于24h，得到前驱体；
27.将所述前驱体在400-550℃氮气或真空保护下在管式炉中煅烧1.5-4.5h。
28.第三方面，本发明提供了一种磁性tio2基体改性光催化剂的应用，所述应用为：
29.将上述磁性tio2基体改性光催化剂用于新烟碱类农药污染物的高效光催化处理。
30.本发明通过在rgo基元材料的表面附着带有氧空穴的tio
2-x
纳米颗粒及fe3o4纳米颗粒来制备tio
2-x-rgo/fe3o4纳米材料。其中，tio2是半导体中应用最广泛的光催化剂，具有无毒、低成本、优良的化学稳定性、耐腐蚀性和出色的光催化性能等诱人的特性，是制备光催化剂的优选材料。首先制备tio2溶胶，通常纯锐钛矿型tio2的光吸收边界在390nm左右，再通过一定程度的掺杂得到tio
2-rgo/fe3o4，可以使复合材料的光吸收边界发生红移。最后通过在无氧条件下煅烧tio
2-rgo/fe3o4制备tio
2-x-rgo/fe3o4复合材料，tio
2-x-rgo/fe3o4复合材料的光吸收范围可拓宽至全可见光谱，显著提高了该复合材料的光捕获效率。而fe3o4作为一种典型的磁性材料，它的加入可以有效解决tio
2-x-rgo光催化剂的分离问题和二次污染问题，此外还有效提高了催化剂的光催化性能。总体而言，该磁性tio2基体改性光催化剂制备简单、可见光利用率更高、对微污染物降解速率更高、稳定性更好、且方便回收重复利用。
31.通过本发明的方法，可以达到的优点有：(1)本发明所用rgo、钛酸四丁酯、无水乙二胺及六水合氯化铁等原料，上述原料都是低毒甚至无毒，且来源广泛、成本低，其中制备得到的tio2已有出色的光催化性能，后续通过水热反应，高温煅烧后得到的复合材料对太阳光的利用率更是大大提高，对微污染物的降解也有显著作用。(2)作为一种典型的磁性材料，fe3o4的加入可以有效解决tio
2-x-rgo光催化剂的分离问题和二次污染问题，因此本发明是方便回收且能够重复利用的。(3)本发明制备方法简单、成本低，其反应条件也相对温和，有利于高质量tio
2-x
/rgo-fe3o4纳米材料的生产。
32.综上所述，本发明所述的磁性tio2基体改性光催化剂的制备方法，首先制备tio2溶胶，再将氧化石墨烯和六水合氯化铁溶解于有机醇中，得到第一混合体系，并将制备好的tio2溶胶与醋酸钠、乙二胺依次加入到所述第一混合体系中，得到第二混合体系，通过水热
反应，并后处理得到tio
2-x
/rgo-fe3o4纳米材料。所述方法中各步骤反应条件较温和，其操作简单且成本低，大大提高了制备效率。
附图说明
33.图1示出了本发明的实施例中tio
2-x-rgo/fe3o4材料的制备方法的流程图；
34.图2为本发明实施例1中制备的tio
2-x-rgo/fe3o4纳米颗粒的sem图像；
35.图3为本发明实施例1中tio2、tio
2-rgo、tio
2-x-rgo和tio
2-x-rgo/fe3o4紫外漫反射光谱图；
36.图4为本发明实施例1中tio2、tio
2-rgo、tio
2-x-rgo和tio
2-x-rgo/fe3o4傅里叶红外图谱；
37.图5为本发明实验例1中tio2、tio
2-rgo、tio
2-x-rgo和tio
2-x-rgo/fe3o4可见光催化降解吡虫啉的性能对比图；
38.图6为本发明实施例1制备的tio
2-x-rgo/fe3o4材料在纯光照、ps和pms不同环境条件下可见光催化降解吡虫啉的性能对比图；
39.图7为本发明实施例1中的tio
2-x-rgo和tio
2-x-rgo/fe3o4材料的氮气吸附-脱附等温线图
具体实施方式
40.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
41.第一方面，本发明实施例提供了一种磁性tio2基体改性光催化剂，该磁性tio2基体改性光催化剂是以单层rgo为基元材料，在所述基元材料上嫁接tio
2-x
纳米颗粒和fe3o4纳米颗粒得到的，所述磁性tio2基体改性光催化剂中fe与ti的摩尔比值为0.5～2。
42.其中二氧化钛(tio2)是其他半导体中应用最广泛的光催化剂，其具有无毒、低成本、优良的化学稳定性、耐腐蚀性和出色的光催化性能等诱人的特性。但是，tio2颗粒容易聚集，难以回收，容易造成二次污染，而且光产生的电子-空穴对存在高重组率，这限制了其应用。
43.基于此，本发明实施例提出掺杂rgo，生成了tio
2-x-rgo复合材料，而tio
2-x-rgo复合材料具有优异的电子迁移率(200000cm2·
v-1
·
s-1
)和较大的比表面积，并且具有容量大、反应的有效催化表面积大、液体向光催化剂的传质速率快等优点。
44.此外，fe3o4作为一种典型的磁性材料，它的加入可以有效解决tio
2-x-rgo光催化剂的分离问题和二次污染问题。此外，根据能级理论，fe3o4的存在不仅可以保持独特的超顺磁性，而且可以加速光诱导电子在铁的两个氧化态(fe
3+
，fe
2+
)之间的转移，从而提高tio2的光催化活性。
45.第二方面，本发明实施例提供了一种磁性tio2基体改性光催化剂的制备方法，用于制备第一方面所述的磁性tio2基体改性光催化剂，所述方法包括：
46.步骤1：制备tio2溶胶；
47.步骤2：将氧化石墨烯和六水合氯化铁溶解于有机醇中，得到第一混合体系，并将醋酸钠、tio2溶胶、乙二胺依次加入到所述第一混合体系中，得到第二混合体系；
48.本发明实施例中加入乙二胺不仅能够与所述第一混合体系制备fe3o4，还可以有效改善复合材料的粒径，形成粒径更小的纳米材料。
49.步骤3：将所述第二混合体系置于反应容器中，进行水热反应；
50.步骤4：将水热反应后的反应体系进行后处理，得到tio
2-x-rgo/fe3o4纳米材料。
51.优选地，在所述步骤1中，制备tio2溶胶的步骤如下：
52.在磁搅拌下，向无水乙醇中以4s/滴和1s/滴的速度，滴加醋酸和钛酸四丁酯，得到溶液a；
53.在烧杯中加入无水乙醇和去离子水，用稀硝酸调节溶液ph至2，制得溶液b；
54.将所述溶液b缓慢加入所述溶液a中,连续搅拌30min,得到tio2溶胶。
55.本发明实施例中，向无水乙醇中滴加钛酸四丁酯时还会发生水解反应，为了抑制水解反应的产生，向无水乙醇中额外滴加醋酸，并保证滴加醋酸和钛酸四丁酯的速度分别为4s/滴和1s/滴，在此速度下进行滴加，更能有效降低水解反应的速度；此外，通过采用tio2溶胶形态，以便于在后续合成步骤中tio2纳米颗粒自然结晶至载体(rgo)表面，使形成的tio2颗粒粒径小、纯度高，且拥有良好的分散性，能够有效改善tio2颗粒在载体(rgo)表面的团聚现象。
56.优选地，在所述步骤2中，所述将氧化石墨烯和六水合氯化铁溶解于有机醇中，包括：
57.将氧化石墨烯悬浮液加入到有机醇中，用超声波分散均匀得到氧化石墨烯混合体系；
58.将六水合氯化铁的有机醇溶液，加入所述氧化石墨烯混合体系中混合均匀，得到所述第一混合体系。
59.优选地，在所述步骤2中，
60.所述氧化石墨烯为高纯单层氧化石墨烯；
61.所述有机醇为乙二醇或异丙醇。
62.优选地，在所述步骤3中，所述水热反应的反应时间为7-15h，反应温度为150-250℃。
63.相较于气相法，本发明实施例通过水热反应制备tio2，反应条件温和、操作简单、成本低；此外，在上述水热反应条件下，所述水热反应时间与所述水热反应温度的范围更利于tio2形成锐钛矿晶型tio2，相对普通tio2，锐钛矿晶型tio2的吸光能力更强。
64.优选地，在所述步骤4中，所述后处理包括：
65.将所述反应体系用无水乙醇和超纯水分别离心洗涤至中性，常规次数为无水乙醇与超纯水各5次，单次离心转速为8000rpm、时间为5min；
66.将洗涤后的产物在冷冻干燥机中干燥，干燥时间为大于等于24h，得到前驱体；
67.将所述前驱体在400-550℃氮气保护下在管式炉中煅烧1.5-4.5h。
68.由于在本发明实施例的合成过程中引入了有机溶剂，在所述步骤4中，若仅用超纯水洗涤，有机溶剂容易残留，通过采用无水乙醇和超纯水的分别离心洗涤，可将有机溶剂有
效去除。此外，在复合材料煅烧过程中会产生一定程度的挥发，通过在氩气保护下进行煅烧，可以保证气体通路的畅通，从而有效降低挥发物质对复合材料的影响。
69.在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以相互组合，得到具体实施方式。
70.第三方面，本发明实施例提供了第一方面的磁性tio2基体改性光催化剂的应用。
71.将上述磁性tio2基体改性光催化剂用于新烟碱类农药污染物的高效光催化处理。
72.磁性tio2基体改性光催化剂受光照后，激发出的自由电子由tio2的价带跃迁至导带，与水体中的h2o反应产生羟基自由基，与水中溶解的氧气反应产生超氧自由基。由于该催化剂本身带有大量空穴，以及上述多种活性氧化物质(羟基自由基、超氧自由基)的共同作用，可将新烟碱类农药为污染物质氧化为小分子物质或矿化为co2、h2o等。
73.为使本领域技术人员更好地理解本发明，以下通过多个具体的实施例来说明本发明提供的磁性tio2基体改性光催化剂的制备方法。
74.实施例1
75.步骤1：取20ml无水乙醇放入烧杯中，在磁搅拌下，以4s/滴和1s/滴的速度，滴加1.5ml醋酸和5ml钛酸四丁酯。将得到的混合液体标记为溶液a。在烧杯中加入无水乙醇17ml和去离子水3ml，用稀硝酸调节溶液ph至2，制得溶液b。将溶液b缓慢加入溶液a中，连续搅拌30min，得到tio2溶胶。
76.步骤2：将20g的氧化石墨烯悬浮液加入到150ml乙二醇中，用超声波将其分散到均匀的混合溶液中。同时，将1g的六水合氯化铁溶解在10ml乙二醇中，完全溶解后将混合物加入分散好的氧化石墨烯混合体系中，并以恒定速率搅拌得到第一混合体系，然后将3g醋酸钠，2ml的二氧化钛溶胶，10ml的乙二胺按顺序加入到第一混合体系中，并不断搅拌30分钟得到第二混合体系。
77.步骤3：将第二混合体系转移到特氟龙不锈钢反应容器中，在150-250℃下加热7-15h，自然冷却至室温。
78.步骤4：将水热反应后的反应体系用无水乙醇和超纯水分别离心洗涤至中性，常规次数为无水乙醇与超纯水各5次，单次离心转速为8000rpm、时间为5min，在冷冻干燥机中干燥至少24h得到前驱体；将制备好的的前驱体在400-550℃氩气保护下在管式炉中煅烧1.5-4.5h，得到tio
2-x-rgo/fe3o4复合材料。重复上述操作，得到fe与ti的摩尔比分别为0.5:1的纳米复合材料，记为tio
2-x-rgo/fe3o
4-1。
79.实施例2
80.步骤1：取20ml无水乙醇放入烧杯中，在磁搅拌下，以4s/滴和1s/滴的速度，滴加1.5ml醋酸和5ml钛酸四丁酯。将得到的混合液体标记为溶液a。在烧杯中加入无水乙醇17ml和去离子水3ml，用稀硝酸调节溶液ph至2，制得溶液b。将溶液b缓慢加入溶液a中，连续搅拌30min，得到tio2溶胶。
81.步骤2：将20g的氧化石墨烯悬浮液加入到150ml乙二醇中，用超声波将其分散到均匀的混合溶液中。同时，将1g的六水合氯化铁溶解在10ml乙二醇中，完全溶解后将混合物加入分散好的氧化石墨烯混合体系中，并以恒定速率搅拌得到第一混合体系，然后将3g醋酸钠，2ml的二氧化钛溶胶，10ml的乙二胺按顺序加入到第一混合体系中，并不断搅拌30分钟得到第二混合体系。
82.步骤3：将第二混合体系转移到特氟龙不锈钢反应容器中，在150-250℃下加热7-15h，自然冷却至室温。
83.步骤4：将水热反应后的反应体系用无水乙醇和超纯水分别离心洗涤至中性，常规次数为无水乙醇与超纯水各5次，单次离心转速为8000rpm、时间为5min，在冷冻干燥机中干燥至少24h得到前驱体；将制备好的的前驱体在400-550℃氩气保护下在管式炉中煅烧1.5-4.5h，得到tio
2-x-rgo/fe3o4复合材料。重复上述操作，得到fe与ti的摩尔比分别为1:1的纳米复合材料，记为tio
2-x-rgo/fe3o
4-2。
84.实施例3
85.步骤1：取20ml无水乙醇放入烧杯中，在磁搅拌下，以4s/滴和1s/滴的速度，滴加1.5ml醋酸和5ml钛酸四丁酯。将得到的混合液体标记为溶液a。在烧杯中加入无水乙醇17ml和去离子水3ml，用稀硝酸调节溶液ph至2，制得溶液b。将溶液b缓慢加入溶液a中，连续搅拌30min，得到tio2溶胶。
86.步骤2：将20g的氧化石墨烯悬浮液加入到150ml乙二醇中，用超声波将其分散到均匀的混合溶液中。同时，将1g的六水合氯化铁溶解在10ml乙二醇中，完全溶解后将混合物加入分散好的氧化石墨烯混合体系中，并以恒定速率搅拌得到第一混合体系，然后将3g醋酸钠，2ml的二氧化钛溶胶，10ml的乙二胺按顺序加入到第一混合体系中，并不断搅拌30分钟得到第二混合体系。
87.步骤3：将第二混合体系转移到特氟龙不锈钢反应容器中，在150-250℃下加热7-15h，自然冷却至室温。
88.步骤4：将水热反应后的反应体系用无水乙醇和超纯水分别离心洗涤至中性，常规次数为无水乙醇与超纯水各5次，单次离心转速为8000rpm、时间为5min，在冷冻干燥机中干燥至少24h得到前驱体；将制备好的的前驱体在400-550℃氩气保护下在管式炉中煅烧1.5-4.5h，得到tio
2-x-rgo/fe3o4复合材料。重复上述操作，得到fe与ti的摩尔比分别为1.5:1的纳米复合材料，记为tio
2-x-rgo/fe3o
4-3。
89.为了进一步说明本发明所制备的磁性tio2基体改性光催化剂具有可见光利用率高、对微污染物降解速率高的优越性能，将结合具体的附图进行分析。
90.图1示出了本发明的实施例中一种磁性tio2基体改性光催化剂的制备方法的流程图。从图可知，本发明首先制备tio2溶胶，再将氧化石墨烯和六水合氯化铁溶解于有机醇中，得到第一混合体系，并将制备好的tio2溶胶与醋酸钠、乙二胺依次加入到所述第一混合体系中，得到第二混合体系，通过水热反应，并后处理得到tio
2-x
/rgo-fe3o4纳米材料。
91.图2为本发明实施例1中制备的tio
2-x-rgo/fe3o4纳米颗粒的sem图像。从图中可以看出，中部的片状结构为rgo，rgo上面嫁接了tio2颗粒和fe3o4颗粒。
92.图3为不同配比催化剂的紫外吸收光谱图，通过紫外漫反射光谱法分析了上述多种催化剂的吸收光谱。纯锐钛矿型tio2、tio2/rgo、tio
2-x-rgo和tio
2-x-rgo/fe3o4的光吸收边界在390nm左右。与纯锐钛矿型tio2相比，不同掺杂比的复合材料的光吸收边界均发生了明显的红移。为了在tio
2-rgo的基础上进一步增加复合材料的可见光吸收范围，通过在氩气条件下煅烧制备得到tio
2-x-rgo复合材料，煅烧前后复合材料的可见光吸收边界发生了明显的红移。进一步地，通过引入fe3o4得到tio
2-x-rgo/fe3o4复合材料。在tio
2-x-rgo的基础上，tio
2-x-rgo/fe3o4的可见光吸收边界又发生了进一步红移，其光吸收范围明显拓宽至全
可见光谱，光捕获效率大大提高。
93.图4为本发明实施例1中tio2、tio
2-rgo、tio
2-x-rgo和tio
2-x-rgo/fe3o4傅里叶红外图谱，主要利用傅立叶变换红外光谱(ft-ir)研究了复合纳米材料的结构官能团。样品在1633cm-1
和3423cm-1
附近的吸收峰对应于材料表面o-h键的伸缩振动，而在590cm-1
处的吸收峰则由fe-o键的伸缩振动引起。在纯tio2的谱图中，低于800cm-1
的吸收峰是由于ti-o-ti键的伸缩振动引起的，在3415cm-1和1633cm-1处的吸收峰可能是由于吸附在tio2表面的h2o或-oh的o-h键弯曲和伸缩振动造成的。此外，对于fe3o4的fe-o波段振动，590cm-1
左右的波段一般对应于四面体位点的铁阳离子，而另外一个强峰出现在800cm-1以下，是由于ti-o-ti基团，这证实了fe3o4和tio2纳米粒子在水热过程中已经成功嫁接到rgo片上。此外，在tio
2-x
/rgo-fe3o4复合催化剂中，tio2和rgo的特征峰清晰可见，而fe3o4的特征峰较弱，这主要是由于fe3o4的掺杂含量过少所致。
94.针对上述具体实例所制备的材料进行有机物降解实验，实验环境为pms体系下。图5为实施例1制备的tio
2-x-rgo/fe3o4光催化纳米材料与普通tio2纳米颗粒、tio
2-rgo及tio
2-x
/rgo可见光催化降解吡虫啉的性能对比图。普通tio2纳米颗粒和tio
2-rgo在30分钟内也仅能去除20％左右，tio
2-x-rgo光催化纳米材料在30分钟时间内，对吡虫啉的去除率只能达到80％左右，然而tio
2-x-rgo/fe3o4光催化纳米材料30分钟时间内对吡虫啉的降解效率高达99％。
95.图6为本发明实施例1制备的tio
2-x-rgo/fe3o4材料在纯光照、ps和pms不同环境条件下可见光催化降解吡虫啉的性能对比图,反映了不同环境条件下，光催化纳米降解材料对吡虫啉有机物污染物的降解能力。从图中可以看出吡虫啉分子在水中比较稳定，单纯光照后其浓度变化不大，在投加ps后，吡虫啉减少了40％左右，而在pms环境下，吡虫啉所剩含量几乎为0。
96.图7为本发明实施例1中的tio
2-x-rgo和tio
2-x-rgo/fe3o4材料的氮气吸附-脱附等温线图，反映了两者的氮气吸附脱附能力，进而对比两种材料的比表面积大小。从图中可以看出，tio
2-x-rgo/fe3o4的氮气吸附脱附能力较强于tio
2-x-rgo，即在tio
2-x-rgo的基础上引进fe3o4是增大了材料的比表面积的。
97.以上对本发明所提供的一种磁性tio2基体改性光催化剂及其制备和应用，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。

技术特征：
1.一种磁性tio2基体改性光催化剂，其特征在于，所述催化剂是以单层rgo为基元材料，在所述基元材料上嫁接tio
2-x
纳米颗粒和fe3o4纳米颗粒得到的tio
2-x-rgo/fe3o4纳米材料。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述tio
2-x
中，x＝0.05～0.45。3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述tio
2-x-rgo/fe3o4纳米材料中fe与ti的摩尔比值为0.5～2。4.一种制备上述权利要求1～3任意一项所述催化剂的方法，其特征在于，所述制备方法包括：步骤1，制备tio2溶胶；步骤2，将氧化石墨烯和六水合氯化铁溶解于有机醇中，得到第一混合体系，并将醋酸钠、tio2溶胶、乙二胺依次加入到所述第一混合体系中，得到第二混合体系；步骤3，将所述第二混合体系置于反应容器中，进行水热反应；步骤4，将水热反应后的反应体系进行后处理，得到tio
2-x-rgo/fe3o4纳米材料。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，制备tio2溶胶的步骤如下：在磁搅拌下，向无水乙醇中以4s/滴和1s/滴的速度，滴加醋酸和钛酸四丁酯，得到溶液a；在烧杯中加入无水乙醇和去离子水，用稀硝酸调节溶液ph至2，制得溶液b；将所述溶液b缓慢加入所述溶液a中,连续搅拌30min,得到tio2溶胶。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述将氧化石墨烯和六水合氯化铁溶解于有机醇中，包括：将氧化石墨烯悬浮液加入到有机醇中，用超声波分散均匀得到氧化石墨烯混合体系；将六水合氯化铁的有机醇溶液，加入所述氧化石墨烯混合体系中混合均匀，得到所述第一混合体系。7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述氧化石墨烯为高纯单层氧化石墨烯；所述有机醇为乙二醇或异丙醇。8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤3中，所述水热反应的反应时间为7-15h，反应温度为150-250℃。9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤4中，所述后处理包括：将所述反应体系用无水乙醇和超纯水分别离心洗涤至中性，常规次数为无水乙醇与超纯水各5次，单次离心转速为8000rpm、时间为5min；将洗涤后的产物在冷冻干燥机中干燥，干燥时间为大于等于24h，得到前驱体；将所述前驱体在400-550℃氩气保护下在管式炉中煅烧1.5-4.5h。10.一种磁性tio2基体改性光催化剂的应用，其特征在于，所述应用为：将上述权利要求1～3任意一项所述的催化剂，用于新烟碱类农药污染物的高效光催化处理。

技术总结
本发明提供了一种磁性TiO2基体改性光催化剂及其制备和应用。所述方法包括：步骤1，制备TiO2溶胶；步骤2，将氧化石墨烯和六水合氯化铁溶解于有机醇中，得到第一混合体系，并将醋酸钠、TiO2溶胶、乙二胺依次加入到所述第一混合体系中，得到第二混合体系；步骤3，将所述第二混合体系置于反应容器中，进行水热反应；步骤4，将水热反应后的反应体系进行后处理，得到TiO


技术研发人员：杨磊 姚廷郡 李志洋 李志敏 冷露伟 钟丹
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学（深圳）
技术研发日：2021.11.26
技术公布日：2022/3/8