[發(fā)明專利]一種染料廢液處理用NiO/BiOBr復(fù)合光催化劑的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910030612.8
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN109589999A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧崇海;胡寒梅;王黎麗;徐娟娟;徐家怡;余淼;郭玉潔;董強
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥學(xué)院
• 主分類號: B01J27/128
• 分類號: B01J27/128;B01J37/10;B82Y30/00;B82Y40/00;C02F1/30;C02F1/32;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 合肥九道和專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 34154
• 代理人: 胡發(fā)丁

本發(fā)明涉及一種染料廢液處理用催化劑的制備方法，是將納米氧化鎳分散在硝酸鉍醇溶液中得到溶液A，將溶液A和溶液B混合加熱反應(yīng)，加熱反應(yīng)結(jié)束后回收反應(yīng)產(chǎn)物并進行除雜處理制得NiO/BiOBr復(fù)合光催化劑，所述的溶液B為溴化鈉水溶液。NiO/BiOBr復(fù)合光催化劑是在BiOBr納米片的表面負(fù)載顆粒狀的NiO納米晶。BiOBr納米片的尺寸為100～300nm，NiO納米晶的尺寸為20～50nm。上述技術(shù)方案，將紫外光響應(yīng)的NiO和可見光響應(yīng)的BiOBr兩種半導(dǎo)體進行復(fù)合，一方面可以大大提高太陽光的利用率，另一方面也可以極大提高光生電荷分離效率，從而有效增強材料的光催化降解活性，提高對環(huán)境進行修復(fù)的能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工廢液處理領(lǐng)域，具體涉及一種染料廢液處理用NiO/BiOBr復(fù)合光催化劑的制備方法。

背景技術(shù)

近年來，人類對煤、石油和天然氣不可再生資源的過度開發(fā)和使用造成了能源短缺和環(huán)境的持續(xù)惡化。在過去幾十年中，工業(yè)及紡織業(yè)作為重要產(chǎn)業(yè)帶動經(jīng)濟發(fā)展，大量的工業(yè)廢水及水溶性染料廢液排入江河，給人們的生活生產(chǎn)用水造成嚴(yán)重傷害。以解決能源和環(huán)境危機為要旨，各國都在不遺余力地尋求可替代的綠色能源和發(fā)展改善環(huán)境的無污染技術(shù)。

光催化技術(shù)為緩解能源危機和解決環(huán)境污染這兩大難題提供了綠色的技術(shù)途徑。然而，該技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用卻受到光催化材料的制約，現(xiàn)有的光催化材料普遍存在太陽能利用率低和量子效率低兩個亟需解決的瓶頸問題。將半導(dǎo)體與其它材料復(fù)合是提高半導(dǎo)體光催化活性和效率的有效手段之一。復(fù)合的兩種材料之間存在大量的接觸表面和界面，使復(fù)合后的材料除了具有每種單體的各種性能外，還顯示出諸多協(xié)同效應(yīng)，極大地改善了半導(dǎo)體的性能。

BiOX(X=Cl, Br, I)以其獨特的電子結(jié)構(gòu)和層狀晶體結(jié)構(gòu)，有利于電子和空穴的分離和遷移，間接躍遷模式有效地抑制了光生電子和空穴的復(fù)合，有益于提高光催化劑的量子效率。盡管如此，但是在應(yīng)用過程中，仍然受到一些關(guān)鍵科學(xué)問題的制約。其中，BiOBr的禁帶寬度在2.7eV左右，雖然具有可見光響應(yīng)，但對可見光的吸收有限，此外，對于單體BiOBr，電子和空穴的復(fù)合幾率還是很大的，需要進一步努力提高量子效率。

氧化鎳是典型的過渡金屬氧化物，是一種直接的寬帶隙半導(dǎo)體。就作為光催化劑來說，室溫下的禁帶寬度為3.6~4.0eV，只能吸收紫外光區(qū)域的光子，但紫外光僅占太陽光4%的能量，對太陽能的有效利用受到了很大限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種NiO/BiOBr復(fù)合光催化劑。

一種NiO/BiOBr復(fù)合光催化劑，其特征在于：BiOBr納米片的表面負(fù)載顆粒狀的NiO納米晶。具體的，BiOBr納米片的尺寸為100～300nm，NiO納米晶的尺寸為20～50nm。

本發(fā)明還提供了一種染料廢液的處理方法，包括如下操作：

將催化劑加入染料廢液中進行暗吸附處理，暗吸附處理后進行光解處理；所述的催化劑為NiO/BiOBr復(fù)合光催化劑，所述的染料廢液中含有羅丹明和/或剛果紅。

暗吸附處理的時間為1.8～2.2h。

光解處理所用的光源為氙燈光源，具體的氙燈光源的功率為300W、λ≥400 nm。

催化劑的加入量與染料廢液中污染物的質(zhì)量比為1:0.12～0.14，污染物的質(zhì)量為羅丹明和剛果紅的質(zhì)量之和，光解處理的時間45～60min。

本發(fā)明還提供了一種染料廢液處理用催化劑的制備方法，包括如下操作：

將納米氧化鎳分散在硝酸鉍醇溶液中得到溶液A，將溶液A和溶液B混合加熱反應(yīng)，加熱反應(yīng)結(jié)束后回收反應(yīng)產(chǎn)物并進行除雜處理制得NiO/BiOBr復(fù)合光催化劑，所述的溶液B為溴化鈉水溶液。

具體的方案為：