[發(fā)明專利]一種用于污水處理的釩酸鉍光催化劑及制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810160476.X
• 申請(qǐng)日: 2018-02-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108393083A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳慶;司文彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號(hào): B01J23/22
• 分類號(hào): B01J23/22;B01J35/00;B01J37/02;C02F1/30;C02F101/34;C02F101/38
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本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，公開(kāi)了一種用于污水處理的釩酸鉍光催化劑及制備方法。包括如下制備過(guò)程：（1）將水滑石加入氫氧化鈉溶液中加熱煮沸，高溫煅燒后制得預(yù)改性的水滑石；（2）將預(yù)改性水滑石、活性污泥加入有機(jī)羧酸中進(jìn)行發(fā)酵改性，制得羧基改性的水滑石；（3）按照以下原料重量份混合反應(yīng)：羧基改性的水滑石5~10份、硝酸鉍溶液52~62份、釩酸銨溶液33~38份，制得用于污水處理的水滑石負(fù)載的釩酸鉍光催化劑。本發(fā)明制得的釩酸鉍光催化劑與普通釩酸鉍光催化劑相比，分散均勻，無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象，同時(shí)吸附能力強(qiáng)，光生載流子不易復(fù)合，光催化活性好，催化降解效率高，并且制備工藝簡(jiǎn)單,可廣泛用于污水處理領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，公開(kāi)了一種用于污水處理的釩酸鉍光催化劑及制備方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，持續(xù)的環(huán)境污染及能源短缺，引起了人們對(duì)全球危機(jī)的擔(dān)憂，尤其是水污染直接影響到人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展和人體健康，目前，從污水中除去有害物質(zhì)的常用方法有混凝法、酸析法、生物化學(xué)法、液膜分離法，顆粒活性炭法等，但效果尚不理想，難以單獨(dú)應(yīng)用，因此，發(fā)展新型實(shí)用的環(huán)保處理技術(shù)是非常必要的。其中利用光催化降解水中污染物的研究受到高度重視，成為一種極具應(yīng)用前景的技術(shù)。

光催化降解技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是:水中所含多種有機(jī)污染物均可被完全降解為二氧化碳和水等，無(wú)機(jī)污染物被氧化或還原為無(wú)害物;不需要另外的電子受體；光催化劑具有廉價(jià)、無(wú)毒、穩(wěn)定及可以重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)；可以利用取之不盡用之不竭的太陽(yáng)能作為光源激活光催化劑。選擇高效的催化劑，摸索最佳的操作參數(shù)，尋求最佳的解決方案，提高污水中有機(jī)物的分解率是我們研究的目的，其中光催化劑的選擇最為關(guān)鍵。

國(guó)內(nèi)外研究最多的光催化劑是金屬氧化物及硫化物，近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，單斜白鎢礦結(jié)構(gòu)的釩酸鉍在可見(jiàn)光照下具有光催化活性，能夠 分解水制氫和光降解有機(jī)污染物，其禁帶寬度為2.4 eV，對(duì)應(yīng)可見(jiàn)光區(qū)中的 516 nm 波長(zhǎng)，接近太陽(yáng)光譜中心，是一種有潛在用途的光催化劑。因此對(duì)釩酸鉍光催化劑的研究越來(lái)越受到研究人員的關(guān)注。

中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?01610655053.6公開(kāi)了一種制備釩酸鉍基復(fù)合光催化劑的方法，按照重量份數(shù)稱取各原料：硝酸鉍60~80份、偏釩酸銨15~20份、十二烷基硫酸鈉5~10份、錳礦渣5~10份、云母粉8~12份、氧化鑭1~2份、硝酸銦2~3份和淀粉10~15份；將硝酸鉍溶解于乙二醇中，得溶液A,將偏釩酸銨溶解于水中，得溶液B；將溶液B倒入溶液A中，得混合液；再將混合液、十二烷基硫酸鈉、錳礦渣、云母粉、氧化鑭、硝酸銦和淀粉加入球磨機(jī)，再加入適量水?dāng)嚢?，得糊狀物；先用蒸餾水洗滌糊狀物，經(jīng)過(guò)干燥，研磨，焙燒，即得光催化劑。此發(fā)明具有原料來(lái)源廣泛、成本低廉、制備工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、能耗低、吸附性能好、催化活性高、催化效率高等優(yōu)點(diǎn)，在可見(jiàn)光輻照下能高效催化降解廢水有機(jī)污染物。

中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?01410028818.4公開(kāi)了一種釩酸鉍-石墨烯復(fù)合光催化劑的制備方法，主要包括以下步驟：第一步：以硝酸鉍和偏釩酸銨為原料，采用有機(jī)溶劑-水熱法制備均勻的多孔橄欖狀釩酸鉍粉體；第二步：配制氧化石墨烯膠體懸浮液；第三步：采用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)所述的釩酸鉍粉體進(jìn)行預(yù)處理；第四步：利用紫外光照，同時(shí)實(shí)現(xiàn)氧化石墨烯的還原和釩酸鉍與石墨烯的復(fù)合。此發(fā)明旨在克服傳統(tǒng)光催化劑對(duì)可見(jiàn)光的利用率低以及單純釩酸鉍催化劑光生載流子容易發(fā)生復(fù)合限制光催化效率的問(wèn)題，提供了一種生產(chǎn)成本低且簡(jiǎn)單易行的高可見(jiàn)光活性光催化劑制備方法。此發(fā)明制備出的釩酸鉍-石墨烯復(fù)合光催化劑在光催化降解有機(jī)污染物方面具有良好的性能，在環(huán)保領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

根據(jù)上述，現(xiàn)有方案中采用普通方法生長(zhǎng)的釩酸鉍，由于生長(zhǎng)速度過(guò)快，得到晶粒尺寸較大的不規(guī)則顆粒，易團(tuán)聚，吸附能力較差，而且光生載流子難以分離，電子空穴對(duì)容易復(fù)合使得光催化效率較低，本發(fā)明提出了一種用于污水處理的釩酸鉍光催化劑及制備方法，可有效解決上述技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容