[發(fā)明專利]一種負(fù)載型Bi2O2CO3光催化劑及其制備方法

在審

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• 申請日: 2015-06-03
• 公開（公告）號: CN104998671A
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂華;劉玉民;湯海波;王鍵吉
• 申請（專利權(quán)）人: 河南師范大學(xué)
• 主分類號: B01J27/236
• 分類號: B01J27/236
• 代理公司: 新鄉(xiāng)市平原專利有限責(zé)任公司 41107
• 代理人: 路寬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無機(jī)環(huán)保光催化材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種負(fù)載型Bi₂O₂CO₃光催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，利用半導(dǎo)體光催化技術(shù)降解染料廢水及空氣中有機(jī)污染物的研究十分活躍。光催化技術(shù)的核心內(nèi)容為選擇合適的光催化劑，半導(dǎo)體光催化劑不同，其帶隙不同，對光源的選擇性不同，帶隙激發(fā)需要的光能也不同，導(dǎo)致不同半導(dǎo)體光催化性能的差異。例如某些窄帶隙半導(dǎo)體光催化劑如CdS等在可見光照射下有光催化活性，但是由于其本身的光化學(xué)不穩(wěn)定性，使其在光線照射下會發(fā)生光腐蝕，因而不是良好的光催化劑。因此，開發(fā)新型具有光化學(xué)穩(wěn)定性及具有較高光催化活性的光催化劑顯得尤為迫切。

Bi₂O₂CO₃是一種新型的光催化材料，其禁帶寬度為3.4eV，當(dāng)受到能量不低于其帶隙的光照射時(shí)，會產(chǎn)生導(dǎo)帶電子和價(jià)帶空穴，具有較強(qiáng)的還原性和氧化性，能直接將有機(jī)污染物降解成無毒無害的水和二氧化碳。但是納米Bi₂O₂CO₃光催化劑在使用過程中一方面容易團(tuán)聚致使光催化活性降低，另一方面由于其粒徑太小導(dǎo)致其分離及回收再生困難。所以，用于廢水處理時(shí)，必須將Bi₂O₂CO₃負(fù)載于一定的載體上才能使用。高嶺土是儲量豐富的非金屬礦物，是以高嶺石族礦物為主要成分的土質(zhì)巖石，具有強(qiáng)的離子吸附性和弱的陽離子交換性、強(qiáng)吸水性、易于分散懸浮于水中等特點(diǎn)，非常適合用來作為Bi₂O₂CO₃光催化劑的載體。以天然礦物高嶺土作為Bi₂O₂CO₃光催化劑載體，可以使Bi₂O₂CO₃光催化劑牢固地與礦物結(jié)合，進(jìn)而使光催化性能更穩(wěn)定持久；另外，在廢水處理應(yīng)用中，還可以利用高嶺土的離子交換和吸附性能將廢水中的有機(jī)物有效地吸附到Bi₂O₂CO₃光催化劑的表面，增加催化劑與污染物的接觸幾率，達(dá)到提高光降解效率和降解速率的目的，同時(shí)還可以大大降低催化劑的制備成本。盡管將Bi₂O₂CO₃負(fù)載在高嶺土上可以提高其光催化活性，然而在工程應(yīng)用上，懸浮體系光催化劑粉末使用后需要過濾將其分離回收，在分離過程中相當(dāng)一部分光催化劑流失，同時(shí)回收的光催化劑活性也有所降低。近年來，一種高效、快速且經(jīng)濟(jì)的磁分離技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。如果將一種磁性組分負(fù)載在Bi₂O₂CO₃光催化劑表面，不但可以避免催化劑顆粒間的團(tuán)聚，提高其光催化活性，還可以增加Bi₂O₂CO₃光催化劑的沉降速率，并利用磁分離技術(shù)將其從廢水處理體系中快速分離出，解決了光催化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種光催化活性高且易于分離回收并重復(fù)使用的負(fù)載型Bi₂O₂CO₃光催化劑。

本發(fā)明解決的另一個技術(shù)問題是提供了一種操作簡單、易于控制且成本低廉的負(fù)載型Bi₂O₂CO₃光催化劑的制備方法。