[發明專利]去除壓裂液返排液中羥丙基胍膠的光催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810241811.9
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108435215B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 白楊;周瑩;葉立群;石晛;胡亞琴
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: B01J27/06
• 分類號: B01J27/06;B01J35/10;C01G29/00;C02F1/30;C02F1/72;C02F103/10;C02F101/34
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政;劉依云

本發明涉及光催化劑領域，公開了一種去除壓裂液返排液中羥丙基胍膠的光催化劑及其制備方法和應用，其中，所述光催化劑的表達式為Bi₅O₇Br_0.5I_0.5，所述光催化劑為粉末狀，粒徑為12?15nm，比表面積為285?300m²/g。該光催化劑對可見光的響應增強，具有更高的比表面積，能夠在去除壓裂液返排液中羥丙基胍膠具有很高的活性，并且，該制備方法簡單，條件溫和，可應用于壓裂液返排液中羥丙基胍膠的去除。

技術領域

本發明涉及光催化劑領域，具體涉及去除壓裂液返排液中羥丙基胍膠的光催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

國內針對頁巖氣開采過程中產生的壓裂返排液處理方法的研究國內外已取得一定成果，返排液中的大部分無機廢物，例如：巖屑、支撐劑、無機鹽等，通過一系列的物理沉降、化學絮凝等方法能夠有效的去除。但對于返排液中難降解的聚合物，例如：胍膠等高分子聚合物，則需要消耗大量的能源或種類繁多的化學藥劑一一降解，具有處理成本高、設備投資大、處理周期長、易二次污染等缺點。

光催化技術是20世紀后期發展起來的一種處理難降解有機污染物的新工藝，其特征是通過在半導體催化劑作用下產生活性極強的羥基自由基(·OH)。·OH幾乎能無選擇性地將廢水中難降解的有機污染物氧化降解成無毒或低毒的小分子物質，甚至直接礦化為二氧化碳和水及其它小分子羧酸，達到無害化目的。該技術具有無選擇性、氧化能力強、反應速度快、處理效率高，無二次污染等優點。上述特性使得光催化技術在處理頁巖氣返排液領域展示了極大的應用空間。而在光催化技術領域中，光催化劑的研制則是最為核心的技術之一。而鹵氧化鉍成為近年來光催化領域的新寵。

鹵氧化鉍作為一種新型的窄禁帶半導體成為近年來光催化領域的焦點。由于其無毒、廉價、氧化還原能力強、化學性質穩定和抗光腐蝕等特性，在水體污染物降解、抗菌等方面得到了廣泛的應用。由于其單體的電子-空穴復合效率較高，對其光催化性能具有不利的影響，嚴重制約了其在光催化等方面的實際應用。因此，通過改性使鹵氧化鉍基光催化劑具有高光催化性能是光催化研究領域的重要課題之一。目前文獻報道的方法有金屬離子摻雜、非金屬離子摻雜、半導體的固溶、復合等。

2016年Zhang等人發現原位合成的BiOI_xBr_1-x固溶體光催化劑在可見光的照射下催化羅丹明B時，具有比單體更強的光催化活性(Xing,Z.,Wang,C.Y.,Wang,L.W.,Huang,G.X.,Wang,W.K.,&Yu,H.Q.(2016).Fabrication of BiOBr_xI_1-x photocatalysts withtunable visible light catalytic activity by modulating band structures:Scientific Reports 6,22800.)。

上述文獻中所報道的BiOI_xBr_1-x固溶體光催化劑的制備雖然使用了最簡便的沉淀法，但光催化劑本身的性能仍然較低，對光能的利用率仍不理想，需要進一步的改性以提高其固有光催化性能。

因此，探索一種經濟有效、環境友好的壓裂返排液聚合物降解技術或工藝，對于緩解開發區塊的環境問題顯得格外重要，同時對于保障頁巖氣的正常生產和可持續發展具有重要意義。

發明內容