[發明專利]一種高催化性懸浮梯級生物濾料的制備方法

在審

• 申請號: 201811014695.3
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109110910A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 雷廣云;高力群
• 申請（專利權）人: 江蘇新億源環保科技有限公司
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;C02F3/34;B01J23/68;B01J35/02
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 朱親林

本發明涉及一種高催化性懸浮梯級生物濾料的制備方法，屬于環境工程技術領域。本發明技術方案采用偏釩酸銀與多孔二氧化鈦材料復合制備填料材料，由于添加了偏釩酸銀的存在，使所制改性填料材料的光學性能較發生變化，有效拓寬了其光響應范圍，提高催化材料的光催化活性，并有效降解污染物，同時本發明將偏釩酸銀與多孔二氧化鈦復合并煅燒制備填料，由于煅燒形成的多孔二氧化鈦均勻且致密地鉚合在偏釩酸銀表面，兩者之間形成了緊密耦合的界面，從而構筑起了良好的光生電子傳輸通道，利于光生電子的捕獲和傳輸，進而提高光生電子－空穴對的分離效率，從而有利于光催化性能的提高。

技術領域

本發明涉及一種高催化性懸浮梯級生物濾料的制備方法，屬于環境工程技術領域。

背景技術

水污染主要是工業廢水、農業廢水。化工廢水中含有大量的對人體有害的有機、無機物質。無機污染物一般指各類金屬以及酸、堿、無機鹽等；有機污染物又可分為耗氧有機污染物和有毒有機污染物。好氧有機污染物是指碳水化合物、脂肪、蛋白質等，它們在水中分解消耗水中大量溶解氧，從而影響水生生物的生長。有毒有機污染物指酚、多氯農藥、有機氯化物、多環芳烴等，對人體會產生生理傷害或致癌作用，特別是有機化合物如有機磷農藥、芳香族胺基化合物、氯系溶劑（二氯乙烯、三氯乙烯等）、苯系溶劑以及醛酮等。這些污染水體的有機物質對人體的毒害很大，因此歐美等發達國家相繼出臺了水中有機污染物的控制指標，以加強水質處理。近年來有關污染物治理研究已逐步轉向化學氧化法中的高級氧化技術。根據產生自由基的不同，可以將高級氧化技術分為濕式空氣（催化）氧化法、超臨界水（催化）氧化法、光（催化）氧化法和一般的（催化）氧化法。其中半導體光催化技術在有機廢水污染防治領域的應用研究已顯現出良好的應用前景。和傳統的化學法相比，光催化降解有機物可以避免產生新的污染、不使用昂貴的化學藥劑；和生物法相比，降解速度快，易于啟動，尤其適用于難降解有機物的降解。

納米TiO₂光催化氧化法作為一種水處理技術就引起了各國眾多研究者的廣泛重視，二氧化鈦是光催化反應中應用最為廣泛的催化劑之一，其化學性質穩定、無毒、無二次污染、催化效果較好，近年來在水和大氣的有機污染控制中得到了較為普遍的使用。但在實際應用中，二氧化鈦催化劑依然存在一些缺陷。二氧化鈦的帶隙較寬，光吸收僅限于紫外區，而自然光中紫外光低于5%，限制了對太陽能的利用；其次產生的空穴易與電子復合，量子產率不高，制約了光催化效率的問題，同時納米TiO₂對有機物的吸附性差，有害污染物在其周圍聚集濃度低；粉末狀的催化劑在使用過程中易團聚，回收再利用困難。所以對其進行充分的改良提高二氧化鈦材料的光催化效率是現有技術發展的趨勢。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：針對現有二氧化鈦光催化材料隙較寬，光吸收僅限于紫外區，空穴易與電子復合，量子產率不高，制約了光催化效率的問題，提供了一種高催化性懸浮梯級生物濾料的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

（1）按質量比1:15，將硝酸銀添加至去離子水中，得溶解液并攪拌混合，再按質量比1:15，對溶解液中滴加質量分數5％硝酸溶液，保溫反應1～2h，得混合液并置于水熱反應釜中，保溫反應20～24h后，靜置冷卻至室溫，在室溫下陳化，離心分離并收集下層沉淀，將沉淀物干燥，研磨得偏釩酸銀粉末；

（2）按質量比1:5，將硫酸氧鈦添加至去離子水中，攪拌混合并超聲分散，收集分散液并按重量份數計，分別稱量45～50份分散液、1～2份質量分數15％氫氟酸和10～15份偏釩酸銀粉末置于攪拌機中，攪拌混合并保溫反應，得攪拌液；

（3）將攪拌液置于水熱反應釜中，保溫反應，靜置冷卻至室溫，過濾并收集濾餅，洗滌、干燥并收集干燥物；

（4）將干燥物添加至管式爐中，通氮氣排除空氣，升溫加熱，保溫焙燒處理，靜置冷卻至室溫，研磨得改性填料；