[發明專利]利用硫化銅/釩酸鉍異質結光催化劑去除水體中抗生素的方法

有效

• 申請號: 201811106908.5
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN109046388B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 賴萃;張明明;李必勝;黃丹蓮;曾光明;許飄;黃芳龍;柳詩語;李敏芳;何江凡;張玉錦
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B01J27/04
• 分類號: B01J27/04;C02F1/30;C02F103/34
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 何文紅

1.一種利用硫化銅/釩酸鉍異質結光催化劑去除水體中抗生素的方法，其特征在于，所述方法采用硫化銅/釩酸鉍異質結光催化劑對水體中的抗生素進行處理；所述硫化銅/釩酸鉍異質結光催化劑包括硫化銅和釩酸鉍，所述硫化銅附著在釩酸鉍上；所述硫化銅/釩酸鉍異質結光催化劑中硫化銅和釩酸鉍的質量比為1～11∶33；所述釩酸鉍為塊狀；所述釩酸鉍的厚度為1μm～2μm；所述硫化銅為顆粒狀；所述硫化銅/釩酸鉍異質結光催化劑的制備方法，包括以下步驟：

S1、將釩酸鉍超聲分散于乙醇中，得到釩酸鉍懸浮液；將釩酸鉍懸浮液與三水合硝酸銅混合，得到釩酸鉍和硝酸銅的懸浮液；

S2、將步驟S1中制成的釩酸鉍和硝酸銅的懸浮液與五水合硫代硫酸鈉混合制成釩酸鉍、硝酸銅和硫代硫酸鈉的懸浮液；

S3、將步驟S2中制成的釩酸鉍、硝酸銅和硫代硫酸鈉的懸浮液進行水浴反應，得到硫化銅/釩酸鉍異質結光催化劑。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述釩酸鉍的制備方法包括以下步驟：

（1）將五水合硝酸鉍、偏釩酸銨制成硝酸鉍和偏釩酸銨的懸浮液；

（2）將步驟（1）制成的硝酸鉍和偏釩酸銨的懸浮液與尿素混合進行反應，所得反應產物經清洗、干燥，得到釩酸鉍。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟（1）中，所述硝酸鉍和偏釩酸銨的懸浮液的制備方法包括以下步驟：將五水合硝酸鉍溶于硝酸溶液中制成硝酸鉍溶液；將偏釩酸銨與硝酸鉍溶液混合，得到硝酸鉍和偏釩酸銨的懸浮液；所述五水合硝酸鉍、偏釩酸銨與硝酸溶液的比例為3 mmol∶3 mmol∶16mL；所述硝酸溶液的濃度為1 mol/L；

所述步驟（2）中，所述硝酸鉍和偏釩酸銨的懸浮液與尿素的比例為32mL∶3g；所述混合在攪拌條件下進行；所述攪拌的時間為10min～30min；所述反應在溫度為70℃～80℃下進行；所述反應的時間為23h～24h；所述清洗為采用水和乙醇分別清洗4次～6次；所述干燥在溫度為50℃～70℃下進行；所述干燥的時間為20 h～24 h。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述釩酸鉍與乙醇的比例為0.3g∶40mL～50mL；所述釩酸鉍與三水合硝酸銅的質量比為0.3∶0.0233～0.0746；所述超聲分散的時間為30min～60min；所述混合在攪拌條件下進行；所述攪拌的時間為50min～60min；

所述五水合硫代硫酸鈉與三水合硝酸銅的摩爾比為1∶1～1.2；

所述步驟S2中，所述混合在攪拌條件下進行；所述攪拌的時間為10min～30min；

所述步驟S3中，所述水浴反應在溫度為60℃～70℃下進行；所述水浴反應的時間為3h～24h；所述水浴反應完成后還包括以下處理：對水浴反應后得到的產物進行洗滌和干燥；所述洗滌為采用水和乙醇分別洗滌4次～6次；所述干燥在溫度為50℃～70℃下進行；所述干燥的時間為20h～24h。

5.根據權利要求1～4中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：將硫化銅/釩酸鉍異質結光催化劑與含抗生素水體混合，在黑暗條件下攪拌，達到吸附-解吸平衡后在光照條件下進行光催化反應，完成對水體中抗生素的處理。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述硫化銅/釩酸鉍異質結光催化劑的添加量為每升含抗生素水體中添加硫化銅/釩酸鉍異質結光催化劑0.5g～1g。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述含抗生素水體中抗生素為環丙沙星和/或四環素；所述含抗生素水體中抗生素的初始濃度為8mg/L～10mg/L；所述含抗生素水體的pH值為5～6。

8.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述攪拌的時間為30min～60min；所述光催化反應在波長為400nm～760nm的可見光下進行；所述光催化反應在轉速為550～600r/min下進行；所述光催化反應的時間為0～90min，且不為0。