链状氧化物磁体使TiO2光催化剂实现快速磁回收与再生

TiO₂由于其优异的光电性质和化学稳定性成为光催化降解污染物、光解水制氢及太阳能电池的首选材料，然而大部分研究只侧重其能带调控和催化效率的提升，却很少有人关注其回收及其再生效率。因此，发展可循环且催化效率良好的多功能光催化剂势在必行。

王芳副教授及其合作者以高饱和磁化强度的Fe₃O₄磁性微球为磁核，通过水热还原与溶胶凝胶法相结合依次包裹SiO₂隔离层和TiO₂光催化层，再经高温热处理首次获得光催化降解性能良好的链状γ-Fe₂O₃@SiO₂@TiO₂核壳异质结构。热处理过程一方面可使Fe₃O₄氧化为γ-Fe₂O₃，另一方面可使低催化活性的非晶TiO₂转变为高催化活性的晶态TiO₂。其链状结构的形成源于Fe₃O₄微球的磁偶极相互作用，这使体系在TiO₂溶胶中趋于链状自组装排列。这种具有γ-Fe₂O₃磁核的一维链状光催化剂具有更高剩余磁化强度，能使体系在较小外磁场中实现快速磁回收。尽管TiO₂催化剂的催化活性随使用次数的增加而降低，但该催化剂经200度加热后可使其催化活性完全恢复，呈现良好可再生性。因此，我们合成的链状γ-Fe₂O₃@SiO₂@TiO₂光催化剂为开发可循环再生光催化剂提供了重要依据，该研究成果发表在Sci.  Rep. 7,  6960  (2017)。

全文链接：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5537353/