本发明专利技术属环境材料制备技术领域，具体涉及一种钴铁氧体导电印迹复合光催化剂的制备方法。该发明专利技术按照下述步骤进行：将MWCNTs进行预处理得到酸化的MWCNTs；将Co(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O分散于水中并超声，再将活化的MWCNTs加入进行超声，最后加入碱，搅拌后进行水热合成得到CoFe2O4/MWCNTs。将2-巯基苯并噻唑加入包含吡咯的三氯甲烷中，加入交联剂和引发剂，混合溶液加入到聚乙二醇4000活化后的CoFe2O4/MWCNTs溶液中，N2氛围下搅拌一段时间，洗涤干燥后得到PPy/CoFe2O4/MWCNTs磁性分子印迹光催化剂。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料和环境制备
，具体为利用水热合成和悬浮聚合相结合的方法制备PPY@CoFe204／MWCNTs磁性分子印迹光催化剂。
技术介绍
2-巯基苯并噻唑，作为硫醇的一种，常用做缓蚀剂，抗真菌的药物，农药杀菌剂和橡胶硫化促进剂，它广泛存在于废水，河水，污水处理厂和地表水中。由于2-巯基苯并噻唑有毒，可以诱发肿瘤，过敏，对水生生物有毒并且妨碍废水处理，去除环境中的2-巯基苯并噻唑是很有必要的。目前，已经采用多种技术如吸附，光催化氧化，生物降解，加氢脱硫和电反应器工艺处理硫醇。由于光催化技术可以将许多有毒的和不可生物降解的有机物完全矿化，其应用已引起广泛关注。 碳纳米管能防止纳米粒子的聚集和提高催化剂的活性位点，作为催化剂载体能表现出优异的催化活性。同时，为了回收催化剂进行二次利用，磁性碳质材料被合成并用于光催化。在磁性纳米粒子中，由于钴铁氧体(CoFe204)具有独特的物理、电子和磁性性质，已经被广泛应用。近年来，已经通过水热合成法，静电纺丝，原位高温水解和化学气相沉积法合成CoFe2O4／MWCNTs，并用于降解环境中的污染物。 分子印迹聚合物易于制备，低消耗，具有稳定性，能重复利用并进行特异性识别。通过引入导电聚合物聚吡咯，可以进一步提高光催化活性和选择性。分子印迹技术利用模板分子与单体之间的共价或非共价作用，通过交联聚合及洗脱来制备具有特异结构的聚合物。目前的分子印迹技术包括溶胶-凝胶法、微波加热、沉淀聚合和乳液聚合等。考虑到识别位点的形成，避免粒子聚集和简化实验步骤，本文采用了悬浮聚合法。 <br>
技术实现思路
本专利技术采用水热法和悬浮聚合相结合的方法，制备出PPY／CoFe2O4／MWCNTs磁性导电印迹光催化剂。其优点在于在体系中构建一个循环过程，实现光生电子与空穴对的有效分离；能够有效的利用光源达到有效降解环境中硫醇废水的目的。 本专利技术采用的技术方案是： (1)CoFe2O4／MWCNTs的制备：将多壁碳纳米管(MWCNTs)加入到体积比为1：3的浓硝酸和浓硫酸混合溶液a中，60℃下搅拌6h，洗涤并在40～60℃真空干燥，如此酸化处理即得到活化的MWCNTs；将Co(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O分散于水中，超声10min， 再将活化的MWCNTs加入上述水溶液中并超声10min，最后加入NaOH固体并搅拌30min。所得的溶液转入高压反应釜中，100～200℃水热合成4～16h，分别用水和乙醇洗涤，40～60℃真空干燥，即得到CoFe2O4／MWCNTs。 (2)CoFe2O4／MWCNTs的活化：将步骤(1)制得的CoFe2O4／MWCNTs与聚乙二醇4000加入到水中，超声分散，得到活化的CoFe2O4／MWCNTs悬浮液。 (3)钴铁氧体导电印迹复合光催化剂的制备：将摩尔比为1∶1～24的2-巯基苯并噻唑和吡咯加入到三氯甲烷中，再加入交联剂和引发剂，超声解气，得到混合溶液b。然后将混合溶液b加入到活化的CoFe2O4／MWCNTs悬浮液中，在40℃氮气氛围下搅拌6～36h。分别用水、甲醇和乙醇洗涤后，置于40～60℃真空干燥箱中烘干，即得到磁性印迹分子光催化剂PPy／CoFe2O4／MWCNTs。 (4)钴铁氧体导电非印迹光催化剂的制备：将吡咯加入到三氯甲烷中，再加入交联剂和引发剂，超声解气，得到混合溶液c。然后将混合溶液c加入到活化的CoFe2O4／MWCNTs悬浮液中，在40℃氮气氛围下搅拌24h。分别用水、甲醇和乙醇洗涤几次后，置于40～60℃真空干燥箱中烘干，即得到磁性非印迹分子光催化剂PPy／CoFe2O4／MWCNTs。 所述步骤(1)中，MWCNTs和浓硝酸浓硫酸混合液a的用量比为25mg：3mL。 所述步骤(1)中，Co(NO3)2·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O、水的用量之比为1mmo1：2mmo1：30mL。 所述步骤(1)中，Co(NO3)2·6H2O、活化的MWCNTs和NaOH的用量之比为1mmo1：60mg：4.5g。 所述步骤(2)中，CoFe2O4／MWCNTs、聚乙二醇4000和水的用量之比为1g：10g：150mL。 所述步骤(3)和(4)中，交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯TRIM，引发剂为偶氮二异庚腈ABVN。 所述步骤(3)中，混合溶液b中2-巯基苯并噻唑：三氯甲烷：TRIM：ABVN=2mmo1：15mL：1mL：1.2mmo1。 所述步骤(3)中，混合溶液b与活化的CoFe2O4／MWCNTs溶液的体积比为10～13：100。 所述步骤(4)中，混合溶液c中吡咯：三氯甲烷：TRIM：ABVN=2～48mmo1：15mL：1mL：12mmo1。 所述步骤(4)中，混合溶液c与活化的CoFe2O4／MWCNTs溶液的体积比为10～13：100。 本专利技术采用水热合成技术制备出CoFe2O4／MWCNTs，再通过悬浮聚合分子印迹技术制备出PPy／CoFe2O4／MWCNTs磁性导电印迹光催化剂。 光催化活性评价：在GHX-2型光化学反应仪(购自扬州大学教学仪器厂)中进行，紫外光灯照射，将50mL2-巯基苯并噻唑模拟废水加入反应瓶中并加入复合光催化剂，磁力搅拌并开启曝气装置通入空气使催化剂处于悬浮或飘浮状态，暗吸附一段时间测定初始浓度，然后进行光照，光照过程中间隔10min取样分析，磁分离后取液体在紫外分光光度计λmax=321nm处测定吸光度，并通过C／C0判断降解效率，其中C0为开始光降解时2-巯基苯并噻唑溶液的初始浓度，C为定时取样测定的2-巯基苯并噻唑溶液的浓度。 本专利技术的技术优点：导电光催化剂体系可以有效的提高光生电子和空穴对的分离效率；磁性光催化剂有助于提高催化剂的回收率；能够较好的选择性处理硫醇类废水。 附图说明图1CoFe2O4／MWCNTs(a)，PPy／CoFe2O4／MWCNTs导电印迹光催化剂(b)和PPy／CoFe2O4／MWCNTs非印迹光催化剂(c)对50mL的20mg／L的2-巯基苯并噻唑模拟废水的紫外光降解率图谱。 图2CoFe2O4／MWCNTs(a)和PPy／CoFe2O4／MWCNTs导电印迹光催化剂(b)的X射线衍射图。 图3CoFe2O4／MWCNTs(a)和PPy／CoFe2O4／MWCNTs导电印迹光催化剂(b)的TEM图。 图4CoFe2O4／MWCNTs(a)和PPy／CoFe2O4／MWCNTs导电印迹光催化剂(b)的FT-IR谱图。 图5CoFe2O4／MWCNTs(a)和PPy／CoFe2O4／MWCNTs导电印迹光催化剂(b)的紫外可见漫反射图。 具体实施方式下面结合具体实施实例对本专利技术做进一步说明。 实施例1：(1)将0.5g多壁碳纳米管用体积比为1：3的浓硝酸和浓硫酸混合溶液60mL(浓硝酸和浓硫酸分别为15mL，45mL)在60℃下搅拌6h，洗涤并在40℃真空干燥一夜，如此酸化处理本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钴铁氧体导电印迹复合光催化剂的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：（1）CoFe2O4/MWCNTs的制备：将多壁碳纳米管MWCNTs加入到体积比为1：3的浓硝酸和浓硫酸混合溶液a中，60?℃下搅拌6?h，洗涤并在40~60℃真空干燥，酸化处理即得到活化的MWCNTs；将Co(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O分散于水中，超声10?min,?再将活化的MWCNTs加入上述水溶液中并超声10?min，最后加入NaOH固体并搅拌30?min；所得的溶液转入高压反应釜中，100?~200℃水热合成4~16h，分别用水和乙醇洗涤，40～60℃真空干燥，即得到CoFe2O4/MWCNTs；（2）CoFe2O4/MWCNTs的活化：将步骤（1）制得的CoFe2O4/MWCNTs与聚乙二醇4000加入到水中，超声分散，得到活化的CoFe2O4/MWCNTs悬浮液；（3）钴铁氧体导电印迹复合光催化剂的制备：将摩尔比为1:?1~24的2?巯基苯并噻唑和吡咯加入到三氯甲烷中，再加入交联剂和引发剂，超声解气，得到混合溶液b；再将上述溶液b加入到活化的CoFe2O4/MWCNTs悬浮液中，在40℃?氮气氛围下搅拌6~36h；分别用水、甲醇和乙醇洗涤后，置于40～60℃真空干燥箱中烘干，即得到磁性印迹分子光催化剂PPy/CoFe2O4/MWCNTs。...
【技术特征摘要】
1.一种钴铁氧体导电印迹复合光催化剂的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：
（1）CoFe2O4/MWCNTs的制备：将多壁碳纳米管MWCNTs加入到体积比为1：3的浓硝酸和浓硫酸混合溶液a中，60 ℃下搅拌6 h，洗涤并在40~60℃真空干燥，酸化处理即得到活化的MWCNTs；将Co(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O分散于水中，超声10 min, 再将活化的MWCNTs加入上述水溶液中并超声10 min，最后加入NaOH固体并搅拌30 min；所得的溶液转入高压反应釜中，100 ~200℃水热合成4~16h，分别用水和乙醇洗涤，40～60℃真空干燥，即得到CoFe2O4/MWCNTs；（2）CoFe2O4/MWCNTs的活化：将步骤（1）制得的CoFe2O4/MWCNTs与聚乙二醇4000加入到水中，超声分散，得到活化的CoFe2O4/MWCNTs悬浮液；
（3）钴铁氧体导电印迹复合光催化剂的制备：将摩尔比为1: 1~24的2-巯基苯并噻唑和吡咯加入到三氯甲烷中，再加入交联剂和引发剂，超声解气，得到混合溶液b；再将上述溶液b加入到活化的CoFe2O4/MWCNTs悬浮液中，在40℃ 氮气氛围下搅拌6~36h；分别用水、甲醇和乙醇洗涤后，置于40～60℃真空干燥箱中烘干，即得到磁性印迹...
【专利技术属性】
技术研发人员：逯子扬，罗莹莹，杨丽丽，蒋银花，霍鹏伟，邢伟男，王丹丹，闫永胜，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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