[發(fā)明專利]一種煅燒陰離子粘土可見光催化劑及其制備方法和用途有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201210553174.1 | 申請日： | 2012-12-18 |
| 公開（公告）號： | CN103055872A | 公開（公告）日： | 2013-04-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 吳平霄;王小蓉;朱能武;黨志 | 申請（專利權(quán)）人： | 華南理工大學(xué) |
| 主分類號： | B01J23/80 | 分類號： | B01J23/80;C02F1/30 |
| 代理公司： | 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245 | 代理人： | 蔡茂略 |
| 地址： | 510640 廣*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 煅燒 陰離子 粘土 可見 光催化劑 及其 制備 方法 用途 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種煅燒陰離子粘土可見光催化劑及其制備方法和用途。
背景技術(shù)
隨著印染工業(yè)的發(fā)展，由印染工廠排放到環(huán)境中的廢水的量也越來越大。在印染廢水的處理方法中，光催化氧化法因具有易于操作、價格低廉、環(huán)境友好等特點而受到廣泛關(guān)注。
近年來，光催化劑從傳統(tǒng)的半導(dǎo)體如TiO2、ZnO等逐漸向陰離子粘土如ZnAl-LDHs、MgZnAl-LDHs發(fā)展。陰離子粘土也稱層狀雙氫氧化物或水滑石類化合物，是一類以帶正電的陽離子雙層結(jié)構(gòu)主體為層板、層間具有可交換陰離子或?qū)娱g水的陰離子型層狀化合物，其組成具有如下通式:[MⅡ1-xMxⅢ(OH)2]x+(An-)x/n·mH2O，其中MⅡ和MⅢ分別為二價和三價金屬陽離子，位于主體板層上，An-為層間陰離子。其主要合成方法有共沉淀法、靜態(tài)尿素水解法、動態(tài)尿素水解法等等。與其它方法相比，動態(tài)尿素法具有體系過飽和度低、pH值變化緩慢、產(chǎn)物晶粒尺寸大、結(jié)晶度高等特點。
以陰離子粘土材料為前驅(qū)體，經(jīng)過煅燒可以制備粒徑小且均勻、高比表面積、熱穩(wěn)定性較好的光催化劑。而相比于二元類陰離子粘土，三元類陰離子粘土在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用效果更好。目前國內(nèi)外有報道的三元類陰離子粘土體系有CoNiAl、CuMgAl、NiMgAl、PbMgAl等，其中在光催化降解有機廢水的文獻(xiàn)中有利用ZnAlTi型陰離子粘土降解亞甲基藍(lán)（王小蓉，吳平霄，等.ZnAlTi型層狀雙氫氧化物光催化降解亞甲基藍(lán)的性能研究）等報道。其特點在于利用的光源是紫外光，在反應(yīng)12h后降解率達(dá)到94.4%；需要利用一定的設(shè)備提供紫外光源且降解時間較長，在工業(yè)應(yīng)用上存在一定的局限性。而在實際生產(chǎn)中，開發(fā)一種能利用可見光高效催化降解中低濃度有機廢水（特別是染料廢水）的三元類煅燒陰離子粘土將能得到廣泛的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種煅燒陰離子粘土可見光催化劑的制備方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供由上述方法制備得到的煅燒陰離子粘土可見光催化劑。
本發(fā)明的再一目的在于提供上述的煅燒陰離子粘土可見光催化劑在降解有機廢水中的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：
一種煅燒陰離子粘土可見光催化劑的制備方法，包括以下步驟：
配制金屬鹽與尿素的混合溶液，將該混合溶液加熱至100~120℃反應(yīng)36~54h，反應(yīng)結(jié)束后得到pH值6.0~6.5酸性濁液，將該酸性濁液離心，取沉淀，用去離子水洗滌沉淀至其pH值為中性，然后脫水并干燥；將干燥后的沉淀磨碎，置于400~900℃下煅燒4~6h，得到煅燒陰離子粘土可見光催化劑；
所述的金屬鹽包括二價金屬的鹽和三價金屬的鹽；優(yōu)選地，所述的金屬鹽包括鎳鹽、鋅鹽和鋁鹽；
所述的金屬鹽與尿素的混合溶液中，二價金屬離子與三價金屬離子的摩爾比為(2-5):1，尿素與三價金屬離子的摩爾比為(10-30):1；
所述的離心，是在3000~4000rpm下離心5~10min；
所述的脫水，是用無水乙醇洗滌沉淀；
所述的干燥，是在60~80℃下真空干燥12~24h；
所述的磨碎，是能過200目篩。
由上述方法制備得到的煅燒陰離子粘土可見光催化劑可以在可見光下降解染料廢水；
優(yōu)選地，所述的染料廢水中含有橙黃G、亞甲基藍(lán)；
優(yōu)選地，所述的染料廢水中，橙黃G或亞甲基藍(lán)的濃度在50mg/L以下。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果：
（1）本發(fā)明采用混合溶液“動態(tài)尿素水解法”，制備路線簡單易行，不需要使用高壓反應(yīng)釜做反應(yīng)容器，對設(shè)備氣密性及耐壓性能無嚴(yán)格要求，易于進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。
（2）本發(fā)明對使用的原料純度要求不高，原料簡單易得且價格低廉。
（3）本發(fā)明所制備的煅燒陰離子粘土催化劑能在可見光下催化降解有機廢水，不需要紫外光設(shè)備且投料比例低，降解時間短，能做到低耗高效，適合用于中低濃度工業(yè)廢水的處理。
附圖說明
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