[發明專利]一種改性膨潤土型固相光催化劑制備方法及其用途

無效

• 申請號: 201410107435.6
• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN103831134A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 賈漢忠;李莉;王傳義
• 申請（專利權）人: 中國科學院新疆理化技術研究所
• 主分類號: B01J31/26
• 分類號: B01J31/26;A62D3/17
• 代理公司: 烏魯木齊中科新興專利事務所 65106
• 代理人: 張莉

技術領域

本發明屬于改性膨潤土的技術領域，特別涉及一種改性膨潤土型固相光催化劑及其制備方法。

背景技術

膨潤土是一種以蒙脫土為主要成分的粘土礦物，在我國儲量豐富，價格低廉。膨潤土是由兩層硅氧四面體片和一層夾于其間的鋁(鎂)氧(羥基)八面體片構成的2∶1型層狀結構的硅酸鹽粘土礦物，具有較大的比表面積和一定的陽離子交換能力。近年來，Fe³⁺-膨潤土作為光催化劑降解有機污染物得到了廣泛的研究。

腐殖酸是一種天然高分子有機物，難以被生物降解，但其作為一種含有發色團的大分子化合物，能夠在紫外輻射或自然光照下發生較快速的光化學反應，一方面它可以將光能轉化成化學能，引起自身的降解;另一方面它作為光敏劑吸收光子，將能量轉移給周圍的物質，或者是光激發的腐殖酸產生活性中間體與其他物質發生反應，引起其他物質發生化學變化。

用腐殖酸對Fe³⁺-膨潤土進行插層改性，一方面，腐殖酸含有豐富的羧基，酚羥基等活性官能團，可以提高有機污染物的吸附，另一方面腐殖酸作為光敏化劑，可以提高催化劑的可見光響應，促進化學反應的進行。因此，腐殖酸改性膨潤土作為固相光催化劑可以獲得更高的光催化效果。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種改性膨潤土型固相光催化劑制備方法及其用途，該方法采用腐殖酸對已經過Fe³⁺飽和的改性膨潤土進行負載而制成，本發明結合了膨潤土的優良性質及腐殖酸的光敏化特性，制備了一種改性膨潤土型固相光催化劑。由于腐殖酸進入膨潤土的層間，增大了原土層間距，而且由于腐殖酸的羧基，酚羥基等官能團使得對有機污染物多環芳烴的吸附容量增大，更易于降解反應的進行。實驗證明，使用本發明所述方法獲得的改性膨潤土型固相光催化劑，對多環芳烴的降解加快，在8小時內實現對多環芳烴的完全降解。

本發明所述的一種改性膨潤土型固相光催化劑制備方法及其用途，該方法采用腐殖酸對已經過Fe³⁺飽和的改性膨潤土進行負載而制成，具體操作按下列步驟進行:

a、Fe³⁺-飽和膨潤土的制備：將膨潤土加入到0.1mol/L的FeCl₃溶液中，放入搖床中溫度25℃恒溫，振蕩8h，3000rpm離心10min，棄去上清液，再次加入200mL?0.1mol/L的FeCl₃溶液，振蕩8h，3000rpm離心10min，重復4次，再用蒸餾水進行清洗，直至上清液中用硝酸銀檢測不含氯離子；

b、腐殖酸改性膨潤土的制備：將步驟a中制備的Fe³⁺-飽和膨潤土漿液中加入胡敏酸或富里酸，攪拌均勻，搖床溫度25℃恒溫，振蕩8-12小時，3000rpm下離心5分鐘，棄去上清液，用去離子水清洗直至離心后上清液為淡棕色，再放入烘箱溫度50℃烘干，研磨，過80目篩，即得改性膨潤土型固相光催化劑。

步驟b中胡敏酸或富里酸的加入量為胡敏酸/膨潤土=0.10?mg/g-0.65mg/g，富里酸/膨潤土=0.12?mg/g?-0.70mg/g。

所述方法獲得的改性膨潤土型固相光催化劑在制備可見光下降解污染物多環芳烴的用途。

本發明所述的一種改性膨潤土型固相光催化劑制備方法及其用途，通過該方法獲得改性膨潤土型固相光催化劑在可見光下對多環芳烴降解性能的分析:將50mg蒽溶解于50mL丙酮中配得1mg/mL的蒽溶液，將1g得到的改性膨潤土中加入1mL?1mg/mL?的蒽溶液，置于通風櫥中，自然風干。利用Balmer等人提出的方法，在兩塊玻璃板中心放一內徑為4cm的PTFE墊圈，將污染粘土放于墊圈內搖勻，玻璃板四周用夾子夾住，玻璃板離燈的距離為5cm，放于氙燈下光照降解蒽。

本發明結合了膨潤土的優良性質及腐殖酸的光敏化特性，制備了一種改性膨潤土型固相光催化劑。由于腐殖酸進入膨潤土的層間，增大了原土層間距，而且由于腐殖酸的羧基，酚羥基等官能團使得對有機污染物多環芳烴的吸附容量增大，更易于降解反應的進行。實驗證明，使用本發明的改性膨潤土型固相光催化劑，對多環芳烴的降解加快，在8小時內實現對多環芳烴的完全降解。

附圖說明

圖1為本發明SEM?圖，其中a未改性膨潤土，b胡敏酸（HA）改性膨潤土，c富里酸（FA）改性膨潤土；

圖2為本發明胡敏酸（HA）改性膨潤土對多環芳烴的降解圖，其中?■實施例1，●實施例2,▲實施例3；

圖3為本發明富里酸（FA）改性膨潤土對多環芳烴的降解，其中●實施例4,■實施例5，▲實施例6。