[發明專利]一種污水處理用硫化銅-堿式碳酸鉍光催化劑及制備方法

在審

• 申請號: 201810076752.4
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108212188A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（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: B01J27/236
• 分類號: B01J27/236;B01J35/00;C02F1/30
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本發明公開了一種污水處理用硫化銅?堿式碳酸鉍光催化劑及制備方法。所述復合光催化劑由以下步驟制得：a、將氨水逐漸加入硝酸鉍溶液，至不再產生沉淀后繼續攪拌，對沉淀過濾、洗滌后加入碳酸氫銨溶液中，反應后過濾、洗滌、干燥，制得堿式碳酸鉍；b、將得到的堿式碳酸鉍加入硫代乙酰胺溶液中，再逐滴滴加醋酸銅溶液，加熱反應合成的硫化銅后負載于堿式碳酸鉍模板，即得硫化銅?堿式碳酸鉍復合光催化劑。所述方法具有以下有益效果：利用負載與堿式碳酸鉍的硫化銅的敏化作用，拓展了復合催化劑的響應光譜范圍，降低了禁帶寬度，從而提高了光催化反應中對太陽能利用率，光催化活性高，用于水處理時催化分解效率高，并且制備過程簡單易控，成本低，環保性好，可廣泛用于污水處理。

技術領域

本發明涉及光催化劑領域，具體涉及水處理專用光催化劑的制備，尤其是涉及一種污水處理用硫化銅-堿式碳酸鉍光催化劑及制備方法。

背景技術

近年來，各種環境污染越來越嚴重，其中水污染尤為引起全球范圍內的廣泛重視。當前水處理中常采用的方法是物化法和生化法，但存在處理效果不佳，容易產生二次污染，適用范圍有限，成本高等問題。光催化氧化技術可在在光照的條件下能夠產生強氧化性的自由基，能徹底降解幾乎所有的有機物，并最終生成H₂O、CO₂等無機小分子，并且具有反應條件溫和，反應設備簡單，二次污染小，操作易于控制，催化材料易得，運行成本低，等優點，因而近年來受到廣泛關注。

用于水處理的光催化劑主要為n型半導體。近年來的研究發現， 堿式碳酸鉍具有良好的光催化活性， 成為一種具有潛力的光催化劑。堿式碳酸鉍具有Sillen相泡鉍礦結構，它由Bi-O層和CO₃層交替疊層而構成， 其中8配位的Bi ³⁺ 離子具有立體活性的孤對電子，會使Bi-O多面體產生較大的變形。目前堿式碳酸鉍用于光催化時存在以下問題：量子效率比較低，禁帶寬，只能被紫外光所激發等。與其他光催化材料進行復合是一種提高光能利用率的有效技術手段，可用于堿式碳酸鉍及其他光催化劑性能提升的研究和應用。

專利申請號201710089506.8公開了一種鈷氧化物摻雜的堿式碳酸鉍/氯氧化鉍光催化劑，由堿式碳酸鉍和氯氧化鉍組成，其重量百分含量為：堿式碳酸鉍55%～90%；氯氧化鉍10%～45%，以上各組分的質量百分含量之和為100%，其制備方法步驟如下：（1）將堿式碳酸鉍加入至氯化鈷水溶液中，超聲分散30 min，氯化鈷質量為所述堿式碳酸鉍質量的5%-30%；（2）將步驟（1）所得的超聲分散混合溶液在100℃下加熱攪拌，直至水分完全蒸發，研磨成粉末，然后，再以5℃/min的速度升溫至350℃煅燒3 h，煅燒后得到堿式碳酸鉍/氯氧化鉍光催化劑。該方法簡單快速，能提高催化劑的催化效率，適合于工業化生產，可廣泛用于降解有機污染物、光催化分解水制氫等領域。

專利申請號201710406905.2公開了一種CdS-CuS納米復合光催化劑的制備方法，用巰基苯并噻唑合鎘做前驅體，經液相熱分解制得硫化鎘，以硫化鎘為核，通過離子吸附，使硫化銅附著在硫化鎘表面，得到CdS-CuS納米復合光催化劑；本發明操作簡單，環境友好，得到納米顆粒形貌均一，尺寸、原子比例可控的復合金屬硫化物，顆粒在10~20 nm之間；能夠有效的吸收紫外光及可見光，對有機污染物物羅丹明B，亞甲基藍有顯著的降解作用；有效的阻止了光生電子與空穴的復合，提高其光催化分解水的效率。

專利申請號201410687424.X公開了一種硫化銅/氧化鈦異質結光催化劑的低溫制備方法。（1）以鈦的無機鹽或有機鹽為前驅體，采用沉淀法或溶膠-凝膠方法制得氫氧化鈦；（2）400-650℃溫度下，對氫氧化鈦進行焙燒，焙燒2~4h，得到二氧化鈦載體；（3）將銅粉和硫粉分散在特定溶劑中，將二氧化鈦載體浸漬入此溶劑中磁力攪拌，40~60℃水浴加熱4~24h，在此過程中由銅粉和硫粉生成的硫化銅可以負載到二氧化鈦載體上；（4）將上述硫化銅/二氧化鈦樣品冷卻至室溫，經過過濾、洗滌、干燥即可得到硫化銅/二氧化鈦異質結光催化劑。