[發明專利]污水處理用石墨烯基三元復合催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201810549991.7
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108686643A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 文娟;胡廣;張慶月;梅芳;劉韻文;王曉彤;油飛
• 申請（專利權）人: 重慶房地產職業學院
• 主分類號: B01J23/10
• 分類號: B01J23/10;B01J37/10;C02F1/30;C02F1/28;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 重慶謝成律師事務所 50224
• 代理人: 李賓

本發明提供一種污水處理用石墨烯基三元復合催化劑，由TiO₂、CeO₂和石墨烯組成，且各組分的質量分數分別為：石墨烯10％、CeO₂ 0.9?9％、余量為TiO₂。本發明采用特定用量的CeO₂和石墨烯對TiO₂進行改性，使CeO₂、石墨烯、TiO₂實現了很好的協同配合，充分發揮了各材料的優異性能，縮小了TiO₂的禁帶寬度，增加了TiO₂的光吸收效率，提高了TiO₂的電子傳導效率，降低了TiO₂中電子空穴對的復合效率，最終制備出成本低、可見光催化活性好、禁帶寬度為2.43eV?2.95eV的復合催化劑。采用本發明制得的復合催化劑對含有機污染物的污水進行處理，有機物去除率達67?94％。

技術領域

本發明涉及催化劑領域，具體涉及一種污水處理用石墨烯基三元復合催化劑及其制備方法。

背景技術

水體污染是目前環境污染中非常嚴重的一類污染，對于水污染的治理也越來越受到人們的高度關注。傳統的污水處理方法很難處理含有難降解有機物的污染廢水，且非常容易造成二次污染。光催化降解污水中有機物是一種新型的污水處理方法，與傳統水處理技術相比，光催化技術具有明顯的節能、高效、對污染物降解徹底等優點，且光催化技術易操作，無二次污染，能夠深度處理含有難降解有機物的污染廢水，達到優異的廢水處理效果。

TiO₂因具有光化學性質穩定，穩定性高，耐腐蝕性強，無毒無害，工業化成本較低等優點，已成為應用最廣泛、最普遍的光催化劑。但由于TiO₂本身空穴和光生電子復合率高，能帶間隙較寬，導致光響應范圍較窄，只能吸收在太陽光中占很少一部分的紫外光，且TiO₂存在回收困難和難以循環利用等問題，其光催化效率受到了很大的制約。

因此，為了達到更好地污水處理效果，克服TiO₂所存在的缺陷，需要開發出一種催化活性較高、禁帶寬度較窄的新型光催化劑。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種催化活性高、禁帶寬度窄、成本低、能有效降解污水中有機物的石墨烯基三元復合催化劑，即TiO₂-CeO₂/RGO復合催化劑。

本發明提供的污水處理用石墨烯基三元復合催化劑，由TiO₂、CeO₂和石墨烯組成，且各組分的質量分數分別為：石墨烯10％、CeO₂ 0.9-9％、余量為TiO₂；

進一步，所述復合催化劑中各組分的質量分數分別為：石墨烯10％、CeO₂ 5％、TiO₂85％。

本發明還公開了一種所述的污水處理用石墨烯基三元復合催化劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)取六水硝酸鈰溶解在無水乙醇中，制得溶液A，備用；

(2)取鈦酸四丁酯溶解于無水乙醇中，制得溶液B，備用；

(3)混合溶液A與溶液B，并采用氨水調節pH為10.0，將所得溶液置于高壓反應釜中，在120℃溫度下反應24h，待反應物自然冷卻至室溫后，過濾并收集固體產物，對所得固體產物進行洗滌、干燥處理，即制得TiO₂-CeO₂復合物；