[發明專利]復合型光催化體系及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201611052130.5
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106582722B
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 張朝紅;榮洋;王君;劉逸倫;孫意忱;沈曼莉;紀劍峰
• 申請（專利權）人: 遼寧大學
• 主分類號: B01J27/051
• 分類號: B01J27/051;C02F1/30;C01B3/02;C02F101/30;C02F101/38
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 金春華

本發明涉及復合型光催化體系及其制備方法和應用。所述的復合型光催化體系為，Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂/(MoS₂/NiGa₂O₄)?(BiVO₄/PdS)。首先，通過溶膠?凝膠法合成上轉換發光劑Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂納米顆粒；其次，通過水熱法合成NiGa₂O₄和BiVO₄，并制備Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂/NiGa₂O₄?BiVO₄；最后，負載導帶助催化劑MoS₂和價帶助催化劑PdS，得到目標產物。本發明設計的新型光催化體系具有強的氧化還原性，并且將污染物視為一種資源，利用光催化技術在污染物去除的同時產生氫能，達到了環境治理同時產生清潔能源的雙重目的。

技術領域

本發明屬于光催化領域，具體涉及復合型的光催化體系Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂/(MoS₂/NiGa₂O₄)-(BiVO₄/PdS)的制備及其在可見光照射下光降解有機污染物的同時制氫中的應用。

背景技術

環境污染已經演變為社會發展進程中人類必須面對的嚴峻問題。在染料行業中會產生一些偶氮類染料，由于它們結構穩定，高毒性，帶有吸電子基團，因此很難降解。這類難降解污染物會長期存在于環境中對生態環境和人類健康有很大的危害。然而，單獨對這類難降解污染物進行降解而不利用也是資源的一種浪費。所以應該提出一個經濟合理的方法來解決這個問題。事實上，難降解污染物可以作為一個可利用的資源，通過一個合適的方法既可以降解污染物又可以同時產生可再生能源，畢竟能源危機已經成為全球關注的問題。迄今為止，已經有很多的方法用來降解污染物，例如生物、理化、絮凝和吸附法，但是生物法由于需要長時間培養微生物，因而處理時間較長；其他方法只是僅僅停留在如何降解污染物層面上，沒有形成一種綠色高效的有利于環境的污染物降解體系。相比較之下，光催化法擁有高效性、對廢水無選擇性的特點，并且半導體光催化劑化學性質穩定，氧化還原性強，使用壽命長。因此，通過光催化法，利用廉價豐富的太陽能發生氧化還原反應，實現對難降解污染物的降解及同時產生高燃燒值、燃燒產物的水和無環境污染的氫能。該方法不僅降解了污染物還提供了一種簡便的產氫技術，實現了環境治理與生產清潔能源的雙重目的。

為了實現上述的雙重目的，應選擇具有強氧化還原活性的寬帶隙半導體催化劑。然而可供選擇的此類半導體材料非常少，并且由于寬的帶隙需要非常高的能量來激發。因此如何得到一個具有強氧化還原活性的光催化體系，以實現光催化降解同時制氫，是亟待解決的問題。

發明內容

為了解決以上問題，本發明的目的是選擇一個具有較負導帶的催化劑與一個具有較正導帶的催化劑進行復合，制備一個具有強氧化還原活性的復合型光催化體系Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂/(MoS₂/NiGa₂O₄)-(BiVO₄/PdS)，并實現在可見光照射下對有機污染物降解的同時制氫。

本發明采用的技術方案是：復合型光催化體系，所述的復合型光催化體系為，Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂/(MoS₂/NiGa₂O₄)-(BiVO₄/PdS)。