[發(fā)明專利]一種用于污水處理的長效光催化劑及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810043883.2
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN108295898A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 陳慶;司文彬
• 申請（專利權）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;B01J37/30;B01J20/22;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/30
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本發(fā)明提供了一種用于污水處理的長效光催化劑及其制備方法。將有機金屬骨架加入石油醚的有機溶液中得到有機金屬骨架溶液，加入鉬酸銨溶液，混合制得鉬摻雜的有機金屬骨架混合溶液，加入膨潤土與去離子水混合而成的懸浮液，充分攪拌后進行過濾、清洗、真空干燥，制得膨潤土負載的鉬?有機金屬骨架光催化劑，即為用于污水處理的長效光催化劑。該方法通過在有機金屬骨架材料中摻雜金屬鉬并負載膨潤土，有效提高了光催化活性和光催化效率，對有機物的降解效率高，并且膨潤土提升了載體和催化劑的吸附能力，在水中的穩(wěn)定性好，使用壽命長，同時工藝過程較為簡單，原料易得，價格低廉，可工業(yè)化推廣生產應用。

技術領域

本發(fā)明涉及污水處理領域，具體涉及光催化劑的制備，特別是涉及一種用于污水處理的長效光催化劑及其制備方法。

背景技術

隨著現(xiàn)代工農業(yè)的發(fā)展，大量有毒有害的污染物進入水體中，嚴重威脅著人類的生存發(fā)展。目前污水處理的方法主要有如生物處理法、化學氧化法、光催化氧化法、吸附法、膜分離法等。其中，吸附法是利用多孔性的吸附劑將環(huán)境污染物富集轉移到吸附劑表面進行去除的方法，具有成本較低、應用范圍廣、操作運行簡便、無二次污染且吸附劑易再生等優(yōu)點；另外光催化氧化法是一種新興的污水處理技術，利用太陽能將水中所含多種有機污染物均可被完全降解為水和二氧化碳等，具有廉價、無毒、穩(wěn)定及可以重復使用等優(yōu)點。因而，兼具吸附和光催化性能的有機金屬骨架材料受到人們的重視。

有機金屬骨架，也叫多孔配位聚合物，是由金屬離子或金屬簇單元與有機配體通過配位作用自組裝形成的一類具有周期性多維網絡結構的多孔晶態(tài)材料。在用于光催化材料時，其配位中心是易得失電子的過渡金屬離子，有機金屬骨架可根據(jù)不同反應對金屬離子中心和有機配體進行適當調整，充分發(fā)揮其既能進行催化氧化反應，又能進行催化還原反應的獨特優(yōu)勢，此外，獨特的多孔結構和大比表面積和孔隙率，結構組成的多樣性，熱穩(wěn)定性好、可裁剪性的孔等特點，使其成為兼具吸附性能、分離性能和光催化能力的綜合型材料。此外，獨特的多孔結構和大比表面積使其可以作為復合光催化劑的支撐體。目前對有機金屬骨架材料用于污水處理的研究越來越多，主要集中在水中的穩(wěn)定性、光催化能力的提升和復合催化劑的制備等方面。

中國發(fā)明專利申請?zhí)?01410839219.0公開了一種金屬有機骨架材料光催化劑的制備方法，包括以下步驟：將有機配體溶于N，N-二甲基甲酰胺中，攪拌得到澄清透明的溶液；加入氯化鐵，攪拌得到混合溶液；加入乙醇溶液，混合均勻，轉移至反應釜中，將反應釜置于微波消解儀中，反應后傾去上層清液，得到固體產物；將固體產物采用N，N-二甲基亞砜-乙醇混合溶劑進行洗滌，過濾，干燥，即得到光催化劑。

中國發(fā)明專利申請?zhí)?01611241748.6公開了一種Au/TiO₂/金屬有機骨架復合光催化劑及制備與應用。本發(fā)明以苯乙烯、甲基丙烯酰氧基三甲基氯化銨為單體，制得單分散陽離子聚苯乙烯微球，然后以聚苯乙烯微球為模板，通過層層組裝法，制得苯乙烯-鈷金屬有機骨架核殼結構；再在氨水的催化下，通過鈦酸四丁酯水解制得負載TiO₂的單苯乙烯-鈷金屬有機骨架核殼結構；進一步通過紫外線照射將Au3+光催化還原成Au從而對TiO₂改性；最后去除聚苯乙烯核，得到Au/TiO₂/金屬有機骨架復合光催化劑。

中國發(fā)明專利申請?zhí)?01710009925.6公開了一種鉬酸鉍-金屬有機骨架復合光催化劑及其制備與應用。制備步驟為：（1）采用水熱反應法制備金屬有機骨架MIL-100(Fe)；（2）將MIL-100(Fe)超聲分散于無水乙醇中，得到分散液；（3）將Bi(NO₃)₃·5H₂O和Na₂MoO₄·2H₂O溶于乙二醇中，得到混合液；將混合液逐滴加入步驟（2）的分散液中，攪拌，置于溶劑熱反應釜中，水熱反應，離心，洗滌，干燥，得到鉬酸鉍-金屬有機骨架復合光催化劑。