[發明專利]一種光催化劑的制備方法及其還原含鉻廢水的應用

有效

• 申請號: 201710949978.6
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN107497471B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 戴珂;曾鵬;韓萍萍;謝金秋;王進
• 申請（專利權）人: 華中農業大學;肇慶市萬維新材料科技有限公司
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;C02F1/30;C02F1/70;C02F101/22
• 代理公司: 44399 深圳市漢唐知識產權代理有限公司
• 代理人: 彭益宏<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種光催化劑，其特征在于，所述光催化劑采用氟氮共摻雜二氧化鈦/石墨烯復合材料，所述氟氮共摻雜二氧化鈦/石墨烯復合材料按重量百分比，包括：石墨烯1-10%，二氧化鈦80-98.8%，氟0.1-5%，氮0.1-5%；

所述的光催化劑，其特征在于，其中納米二氧化鈦顆粒均勻的分布在石墨烯片層結構的表面上，氟和氮均勻的摻雜在二氧化鈦顆粒和石墨烯片層上；

所述的光催化劑的制備方法，包括以下幾個步驟：

步驟（1）：將氧化石墨加入無水乙醇中，超聲分散形成懸浮液；

步驟（2）：將鈦酸四丁酯緩慢地滴入上述懸浮液中，攪拌反應后，然后加入氫氟酸，攪拌均勻后將混合液轉移到聚四氟乙烯內膽中，裝入不銹鋼反應釜中，進行溶劑熱反應；

步驟（3）：將溶劑熱反應的產物取出，先用乙醇清洗，隨后再用去離子水清洗，干燥，得到氟摻雜二氧化鈦/石墨烯復合材料；

步驟（4）：將得到的氟摻雜二氧化鈦/石墨烯復合材料與尿素混合均勻，高溫熱處理后得到氟氮共摻雜二氧化鈦/石墨烯復合材料。

2.如權利要求1所述的光催化劑，其特征在于，所述步驟（1）中懸浮液的濃度為0.1-2mg/mL,超聲分散時間30-60分鐘。

3.如權利要求1所述的光催化劑，其特征在于，所述步驟（2）中鈦酸四丁酯的加入質量與氧化石墨的加入的質量比為10-30:1，鈦酸四丁酯的加入質量與氫氟酸的加入質量比為1:0.013-0.02；攪拌時間為30-60分鐘，溶劑熱反應的溫度為170-200℃，反應時間為5-24小時。

4.如權利要求1所述的光催化劑，其特征在于，步驟（4）中氟摻雜二氧化鈦/石墨烯復合材料與尿素的質量比例為1：0.01-0.42。

5.如權利要求1所述的光催化劑，其特征在于，步驟（4）中高溫熱反應的溫度為200-800℃，反應時間為10-24小時。

6.一種如權利要求1所述的光催化劑在還原含鉻廢水中的應用，其特征在于，包括以下幾個步驟：

步驟(1)：取氟氮共摻雜二氧化鈦/石墨烯復合材料加入到含六價鉻廢水中；

步驟(2)：將步驟(1)含六價鉻廢水加入到玻璃容器中，密封，其中，所述含六價鉻廢水的六價鉻初始濃度C₀；

步驟(3)將步驟(2)的玻璃容器放入光催化反應器的暗箱中；

步驟(4)攪拌結束后，打開氙燈，將步驟(3) 的固液混合物在氙燈下照射進行光催化；

步驟(5)光催化結束后，抽取步驟(4)的含六價鉻廢水，過濾；

步驟(6)取清液，用紫外分光光度法測定處理后的六價鉻濃度C_e；

步驟(7)計算光催化后的去除率＝1-(C_e/C₀)*100％。