3D贯穿大孔尖晶石/TiO2复合材料的合成及处理有机染料废水性质的研究

项目名称： 3D贯穿大孔尖晶石/TiO2复合材料的合成及处理有机染料废水性质的研究

项目编号： No.21301038

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 冯静

作者单位： 哈尔滨工程大学

项目金额： 24万元

中文摘要： 本项目针对有机染料废水处理材料多功能化要求，提出合成三维（3D）有序/无序贯穿大孔尖晶石MFe2O4（M=Ni，Mn，Zn等）并将光催化剂TiO2填充到大孔中，得到具有吸附、光催化和磁回收三种功能的尖晶石/TiO2复合材料的研究思路。这种结构和组成充分利用了微观结构特点，并发挥了尖晶石与TiO2各自优点:尖晶石具有磁回收功能；3D大孔结构为大分子染料提供流动通道提高了吸附效率;TiO2有效分散在大孔中保证光催化功能。提出通过胶体晶体模板法和生物模板法分别合成3D有序和无序大孔尖晶石；然后利用水热或浸渍法在将TiO2填充到大孔中制备尖晶石/TiO2的方法。本项目通过研究3D贯穿大孔尖晶石/TiO2的合成条件、孔径、组成比例、复合形式等因素对结构、吸附和催化性质的影响规律，揭示复合材料中吸附和光催化之间协同作用的本质。课题的研究能为尖晶石/TiO2复合材料在水处理方面的应用提供理论和数据基础。

中文关键词： 大孔材料；尖晶石；吸附；光催化；磁回收

英文摘要： The objective of this project is to design and synthesize a multifunctional material for organic dyes wastewater treatment. We propose to synthesize spinel/TiO2 composite materials, which have three-dimension (3D) interconnected macroporous spinel ferrite MFe2O4(M=Ni, Mn, Zn) and photocatalyst TiO2 nanoparticles filling into the macropores. The obtained MFe2O4/TiO2 show multi-properties of adsorption, photocatalysis and magnetic recovery. The design on structure and component make full use of the micro-morphology and take both advantages of spinel and TiO2:Spinel ferrite can perform magnetic recovery；3D interconnected macroporous structure of MFe2O4/TiO2 can provide suitable flow channel for large molecular dyes, which is favor for faster adsorption; TiO2 nanoparticles filling in macropores can be dispersed effectively to ensure the photocatalytic property. MFe2O4/TiO2 can be prepared by the following method: 3D ordered macroporous MFe2O4 can be prepared by colloidal crystal template method, 3D disordered macroporous MFe2O4 can be synthesized by sol-gel method using biological as template; loading TiO2 nanoparticles into macropores utilizing hydrothermal or impregnation methods. The main research content of this project is to study the effect of synthesis conditions, pore size, ratio of MFe2O4 and TiO2, combinat

英文关键词： Macroporous；Spinel；Adsorption；Photocatalytic；Magnetic recovery