[發明專利]一種負載型BiOIO3光催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 201510225378.6
• 申請日: 2015-05-04
• 公開（公告）號: CN104801321A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 齊雪梅;吳江;谷苗莉;龍慧敏;賀凱
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: B01J27/08
• 分類號: B01J27/08
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;馬文峰

技術領域

????????????本發明屬于環境治理中的光催化技術領域，尤其是涉及一種負載型BiOIO₃光催化劑的制備方法。

背景技術

汞元素因其具有劇毒性、生物積累性及持久性，在生態系統循環過程中，給生態環境和人類健康帶來嚴重危害，大氣中的汞來源主要有人為汞排放和自然活動排放兩方面，其中人為汞排放量占大氣總汞排放量的30-50%。燃煤電廠煙氣是大氣汞污染的重要污染源，在美國，燃煤煙氣排放的汞約占人為汞排放量的30%。我國是煤炭消耗大國，煤炭消耗約占一次性能源消耗的70%，每年燃煤電廠產生數百噸的汞污染，因此，汞污染排放控制成為目前研究者所關注的熱點之一，在我國，國家環境保護部于2011年9月份新修訂和頒布了《火電廠大氣污染物排放標準》，首次明確規定了煙氣中汞及其化合物的排放標準，即小于0.03mg/m³,?因此煙氣中汞的控制已成為大氣污染物控制的一個新的研究熱點。

在燃煤煙氣中，汞主要以三種形態存在，即單質汞（Hg⁰），氧化態汞(Hg²⁺)及顆粒態汞（Hg^p），其中氧化態汞因其具有水溶性，容易被濕法脫硫裝置去除，顆粒態汞可被靜電除塵等設備去除，而單質汞因其熔點低，易揮發和難溶于水的性質，很難通過現有的裝置設備去除，同時單質汞在大氣環境中可穩定存在1-2年，通過長距離傳輸可造成全球性污染，因此如何經濟、有效控制單質汞的排放及污染成為目前全球研究的熱點。

研究表明，將單質汞氧化成二價氧化態汞，然后再通過液相吸收方法加以去除是目前控制單質汞污染的一種有效方法，光催化氧化技術是利用半導體光催化劑在光輻射條件下，產生光生電子和空穴對，其中光生空穴自身具有很強的氧化性，同時可與吸附于催化劑表面的羥基反應生成羥基自由基，生成的羥基自由基具有較強的氧化性，可二者均可將單質汞氧化成二價態汞，然后通過液相吸收方法加以去除，進而達到控制單質汞污染的一種技術。

在利用光催化技術控制單質汞污染領域，TiO₂基光催化劑是目前廣泛研究的一種光催化劑，但是由于TiO₂只能利用紫外光，而且光生電子和空穴對容易發生復合，導致光催化活性降低，因此開發新型、低成本高效的光催化劑仍然是該領域研究的重點。

發明內容

本發明的目的在于為了解決上述燃煤煙氣中單質汞難以通過現有的煙氣處理裝置設備去除，同時單質汞難溶于水，而二價汞可通過液相吸收方法去除等技術問題而提供一種簡單、經濟高效的負載型BiOIO₃光催化劑的制備方法。該制備方法具有制備步驟及設備要求簡單，可高效催化氧化單質汞變為二價汞，然后通過液相吸收方法加以去除，是目前控制單質汞污染的一種有效方法。

本發明的技術原理

BiOIO₃因其具有層狀結構和內部極性，有利于光生電子和空穴對的有效分離，從而增強光催化活性。

本發明的技術方案

一種負載型BiOIO₃光催化劑的制備方法，具體包括如下步驟：

（1）、粉末BiOIO₃的制備

①、將五水硝酸鉍（Bi?(NO₃)·5H₂O?）磁力攪拌下溶解于去離子水中，加入質量百分比濃度為67%的HNO₃水溶液，磁力攪拌30min，所得溶液記為溶液A；

溶液A中五水硝酸鉍、去離子水、質量百分比濃度為67%的HNO₃水溶液的用量，按五水硝酸鉍：去離子水：質量百分比濃度為67%的HNO₃水溶液為1:12.37:0.49的比例計算；

②、將碘酸鉀（KIO₃）溶解于去離子水中，磁力攪拌30min，所得濃度為35.6g/L的碘酸鉀水溶液記為溶液B；

③、控制滴加速率為5ml/min將溶液B滴加到溶液A中，然后磁力攪拌30min，所得的混合液用氫氧化鈉調至pH值為2，即為溶液C;

④、將上述所得的溶液C轉入到水熱反應釜中，控制溫度為160℃進行水熱反應16h，所得的反應液自然冷卻至室溫后真空抽濾，所得的粉末產物依次用去離子水和無水乙醇各沖洗3次后，控制溫度為70℃烘干，即得BiOIO₃光催化劑粉末；

（2）、負載型BiOIO₃光催化劑的制備