TiO2@PANI@铁氧体光催化磁流体的制备及其光催化与磁回收性能研究

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摘要：本文通过简单的两步法合成了TiO2@PANI@铁氧体光催化磁流体，并研究了其光催化和磁回收性能。结果表明，该光催化磁流体具有良好的光催化活性和磁回收性能，可望应用于环境污染物的净化和回收。

关键词：TiO2@PANI@铁氧体、光催化、磁回收、制备

引言

随着环境污染问题的日益严重，基于光催化技术的环境净化方法备受关注。然而，光催化剂的回收与再利用一直是制约其应用的难题。传统的光催化剂回收方法一般需要复杂的沉淀、离心等过程，且易造成光催化剂的丢失，限制了其大规模应用。因此，研发一种可以同时具备光催化活性和易于回收的材料具有重要意义。

实验部分

1.材料的制备

首先，采用溶胶-凝胶法合成了铁氧体纳米颗粒。将适量的铁粉和乙二醇溶解在无水乙醇中，保持搅拌并加热至70°C。随后，加入一定量的氨水调节pH值，继续搅拌2小时，得到混合溶胶。将混合溶胶热处理于150°C下10小时，形成铁氧体纳米颗粒。

其次，在铁氧体纳米颗粒的表面包裹上聚苯胺（PANI）。将铁氧体纳米颗粒溶解在盐酸中，调整pH至2，并加入苯胺溶液。保持搅拌后，滴加一定量的过硫酸铵，反应24小时。最后，通过离心、洗涤和干燥，得到TiO2@PANI@铁氧体。

2.性能测试

将所制备的TiO2@PANI@铁氧体样品用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）进行表征。结果表明，所合成的样品具有均一的颗粒形貌和良好的分散性。

进行光催化性能测试时，将TiO2@PANI@铁氧体样品溶解在甲醇中，并将紫外光照射样品溶液。通过检测溶液中亚甲基蓝的降解率来评估光催化活性。实验结果显示，光催化磁流体对亚甲基蓝具有较好的降解效果，表明其优异的光催化活性。

磁回收性能测试中，使用恒定磁场将TiO2@PANI@铁氧体样品定向收集，并通过水洗使其分散。重复该操作多次后，通过测量溶液中残留颗粒的质量来评估磁回收性能。实验结果表明，该样品在恒定磁场下呈现出良好的磁回收性能，可重复使用多次。

讨论与结论

本文成功合成了TiO2@PANI@铁氧体光催化磁流体，并研究了其光催化和磁回收性能。实验结果表明，该光催化磁流体具有良好的光催化活性和磁回收性能，可望应用于环境污染物的净化和回收。然而，仍需进一步研究该材料的性能优化和实际应用，以推动其在环境领域的广泛应用。

致谢

感谢实验中用到的仪器设备和提供的材料。

综合以上实验结果，成功合成了TiO2@PANI@铁氧体光催化磁流体，并对其进行了光催化和磁回收性能测试。实验证明，该光催化磁流体具有良好的光催化活性和磁回收性能，可望应用于环境污染物的净化和回收。然

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