[發(fā)明專利]一種污水處理催化劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810098020.5
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108246295B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董廷顯;劉彥
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東潮泰建設(shè)有限公司
• 主分類號: B01J23/745
• 分類號: B01J23/745;B01J31/02;B01J37/34;B01J37/10;B01J37/03;C02F1/30;C02F1/32;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 汕頭興邦華騰專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 44547
• 代理人: 張樹峰;梁鳳德

本發(fā)明公開了一種污水處理催化劑的制備方法，包括納米四氧化三鐵負載的碳量子點的制備、環(huán)氧氯丙烷修飾的納米四氧化三鐵負載的碳量子點的制備、亞甲基藍修飾的納米四氧化三鐵負載碳量子點的制備，與過硫酸胺進行離子交換等步驟。本發(fā)明還公開了根據(jù)所述污水處理催化劑的制備方法制備得到的污水處理催化劑。本發(fā)明公開的污水處理催化劑價格更低廉，有效性能更穩(wěn)定、光催化效率更高、可見光響應(yīng)范圍更寬、污水處理效果更顯著。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種有機污水處理光催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展及全球工業(yè)化進程的推進，環(huán)境問題日益突出，已經(jīng)成為制約社會進步的一大重要因素，其與人們的生活息息相關(guān)，直接或間接地影響著人們的身體健康，其中，水污染是眾多環(huán)境問題之一，隨著人們環(huán)保意識的加強及各國關(guān)于環(huán)保的法律法規(guī)的制訂，污水排放標準越來越嚴格。對污水特別是難以凈化的有機污水進行凈化處理是當前各大有污水排放的企業(yè)面臨的一大難題。如何操作簡單，高凈化效率地對污水進行處理，受到了業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注。

傳統(tǒng)污水處理的方法主要有物理吸附、化學氧化分解、微生物降解等，雖然上述方法能對污染物起到一定的處理效果，但也存在著不可避免的缺陷，如：在分解污染物的同時容易造成二次污染，無法將有機物完全轉(zhuǎn)化為無毒無害的小分子。光催化技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種水處理技術(shù)，在一定波長光照條件下，能將有機物大分子降解為二氧化碳或其他小分子有機物以及水。其成本低、無二次污染。

光催化污水處理過程中常常需要使用光催化劑，其可有效提高污水處理的效率與深度，然而，現(xiàn)有技術(shù)中的以二氧化鈦為代表的光催化劑其在污水處理的過程中，由于在可見光范圍內(nèi)無響應(yīng)，受到光催化劑活性物質(zhì)與催化劑載體的性質(zhì)，以及其分布均度等因素，導(dǎo)致其在污水處理的過程中未能達到理想效果。

因此，如何尋求一種更為有效的方法，制備一款有效性能穩(wěn)定、光催化效率高、可見光響應(yīng)范圍寬、污水處理效果顯著的污水處理催化劑是目前業(yè)界亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種污水處理催化劑及其制備方法，該制備方法簡單易行，對設(shè)備要求不高，原料易得，后處理方便，價格低廉，適合大規(guī)模生產(chǎn)；制備得到的污水處理催化劑克服了以二氧化鈦為代表的傳統(tǒng)光催化劑成本高，可見光不響應(yīng)，催化活性低、污水處理效果差、分離回收困難等缺陷。與現(xiàn)有技術(shù)中污水處理催化劑相比，本發(fā)明公開的污水處理催化劑價格更低廉，有效性能更穩(wěn)定、光催化效率更高、可見光響應(yīng)范圍更寬、污水處理效果更顯著。

為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種污水處理催化劑的制備方法，包括如下步驟：

1)將納米四氧化三鐵加入到濃度為10mg/mL的碳量子點的水溶液中，超聲10-15分鐘，后倒入水熱反應(yīng)釜中，在185-205℃下水熱反應(yīng)1-2小時，然后降溫至室溫，向體系中加入正丁烷沉降，然后過濾，再在氮氣或惰性氣體氛圍下500-700℃下煅燒，得到納米四氧化三鐵負載的碳量子點；

2)將經(jīng)過步驟1)制備得到的納米四氧化三鐵負載的碳量子點分散于有機溶劑中，并向其中加入環(huán)氧氯丙烷和正丁基溴化銨，在100-110℃下回流反應(yīng)6-8小時，然后冷卻至室溫，旋蒸除去有機溶劑，得到環(huán)氧氯丙烷修飾的納米四氧化三鐵負載的碳量子點；

3)將經(jīng)過步驟2)制備得到的環(huán)氧氯丙烷修飾的納米四氧化三鐵負載的碳量子點加入氯仿中，并向其中加入亞甲基藍，在室溫下攪拌反應(yīng)4-6小時，旋蒸除去氯仿，得到亞甲基藍修飾的納米四氧化三鐵負載碳量子點；

4)將經(jīng)過步驟3)制備得到的亞甲基藍修飾的納米四氧化三鐵負載碳量子點分散于質(zhì)量分數(shù)為10-20％過硫酸胺的水溶液中，在50-60℃下攪拌反應(yīng)10-15小時，后向體系中加入正丁烷沉降，然后過濾，再置于真空干燥箱60-80℃下烘10-15小時。

優(yōu)選地，步驟1)中所述納米四氧化三鐵、碳量子點的水溶液質(zhì)量比為(3-5)：(80-120)。