[發(fā)明專(zhuān)利]一種光催化劑復(fù)合材料RHC-CS/La3+

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710715910.1
• 申請(qǐng)日: 2017-08-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107552036B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳燕;郭鳳南;史寧;彭嘯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J23/10
• 分類(lèi)號(hào): B01J23/10;B01J37/08;B01J37/03;B01J37/10;C02F1/32;C02F101/32;C02F101/36
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 陳娟

本發(fā)明涉及一種光催化劑復(fù)合材料RHC?CS/La³⁺?TiO₂的制備方法及在處理苯系物增溶廢水中的應(yīng)用。光催化劑復(fù)合材料的制備方法，步驟如下：(1)稻殼炭RHC的化學(xué)刻蝕；(2)在稻殼炭上負(fù)載碳球得到RHC?CS；(3)將RHC?CS浸漬于鈦源前驅(qū)體，經(jīng)溶膠凝膠—水熱法得到光催化劑復(fù)合材料RHC?CS/La³⁺?TiO₂。本發(fā)明所制備的復(fù)合材料具有良好的選擇性吸附降解作用，在12小時(shí)內(nèi)能有效降解濃度為1000mg/L的苯系物增溶廢水，其中對(duì)甲苯、苯和氯苯的去除率分別達(dá)到87％、82％和85％，而在降解過(guò)程中表面活性劑濃度基本保持不變。制備過(guò)程操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)高效，綠色安全，且制備的材料性質(zhì)穩(wěn)定，具有良好的環(huán)境友好性，在處理苯系物增溶廢水中具有很好的應(yīng)用前景，也可延伸于土壤修復(fù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)廢水處理領(lǐng)域，涉及苯系物增溶有機(jī)廢水的處理，由其是一種光催化劑復(fù)合材料RHC-CS/La³⁺-TiO₂的制備方法。

背景技術(shù)

有機(jī)化合物廢水廣泛產(chǎn)生于化工廠、制藥廠和皮革廠等諸多行業(yè)，也產(chǎn)生于液體危化品泄漏等。苯系物是一類(lèi)高毒性和難降解的有機(jī)物，來(lái)源廣、數(shù)量多、危害大，廢水大量排放給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染，不僅危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、動(dòng)植物生長(zhǎng)繁殖，而且也威脅著人類(lèi)健康。

在淋洗、萃取過(guò)程等產(chǎn)生的廢水中，存在大量的表面活性劑，而表面活性劑膠束提供的疏水結(jié)構(gòu)會(huì)大幅度增加有機(jī)污染物在水溶液中的溶解度，這就會(huì)導(dǎo)致被表面活性劑增溶的苯系物廢水更難降解。因此，被表面活性劑增溶的苯系物廢水的處理一直是水處理研究中備受關(guān)注的問(wèn)題。

目前，以半導(dǎo)體氧化物(TiO₂，ZnO，F(xiàn)e₂O₃，SnO₂，WO₃等)作為光催化劑，進(jìn)行光催化反應(yīng)己經(jīng)引起很大的關(guān)注。但是單純的光催化劑存在各種缺點(diǎn)導(dǎo)致其光催化效率低。根據(jù)光催化再生原理，將吸附材料與光催化劑結(jié)合用于處理有機(jī)化合物廢水，將光催化劑的光催化活性與吸附材料的吸附性能結(jié)合起來(lái)，一方面，增強(qiáng)吸附劑的吸附能力；另一方面，吸附劑的吸附能力為光催化反應(yīng)提供高的濃度，提高了光催化反應(yīng)速率，而且將反應(yīng)的副產(chǎn)物吸附使污染物完全凈化。

針對(duì)被表面活性劑增溶的苯系物廢水的處理，將吸附處理技術(shù)與光催化技術(shù)相結(jié)合，同時(shí)考慮到表面活性劑膠束的影響，復(fù)合材料需具備選擇性吸附的功能，使苯系物表面膠束脫穩(wěn)，從而達(dá)到快速吸附降解的目的，從而有效彌補(bǔ)現(xiàn)有光催化技術(shù)在降解膠束增溶有機(jī)物方面的不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種雙功能微區(qū)光催化劑復(fù)合材料RHC-CS/La³⁺-TiO₂的制備方法，本復(fù)合材料疏水微區(qū)可以定向錨定表面活性劑，使膠束脫穩(wěn)，降解微區(qū)可吸附游離的苯系物分子，促進(jìn)其被光催化降解。

一種光催化劑復(fù)合材料RHC-CS/La³⁺-TiO₂的制備方法，步驟如下：

(1)稻殼炭的化學(xué)刻蝕：將稻殼炭過(guò)篩，炭化，然后在1～3mol/L的KOH溶液中浸漬10～15h，過(guò)濾，并洗滌至pH為6～7，然后將稻殼炭在溫度為100～110攝氏度下干燥1～3 小時(shí)，冷卻，最后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，以3～10攝氏度/分鐘的升溫速率升溫至500～700攝氏度下活化并保溫10～30分鐘，自然冷卻至室溫得到產(chǎn)物。

(2)在稻殼炭上負(fù)載碳微球：將步驟(1)處理后的稻殼炭加入到葡萄糖或羥甲基纖維素鈉或葡萄糖和羥甲基纖維素鈉的混合溶液中，超聲分散10～20分鐘后，于160～240攝氏度水熱反應(yīng)3～6小時(shí)，自然冷卻至室溫后以蒸餾水和乙醇洗滌3～5次，最后將RHC-CS進(jìn)行干燥1～3小時(shí)，溫度為100～110攝氏度。