[發(fā)明專利]基于半導(dǎo)體粉料摩擦催化的污染物治理方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910271195.6
• 申請(qǐng)日: 2019-04-04
• 公開（公告）號(hào): CN109850983A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳萬平;李鵬程
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/30
• 分類號(hào): C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 俞琳娟

本發(fā)明提供了一種基于半導(dǎo)體粉料摩擦催化的污染物治理方法，其特征在于，包括：向含有擬治理污染物的溶液中，加入具有摩擦催化性能的半導(dǎo)體粉料，并加入摩擦介質(zhì)；然后，通過搖動(dòng)或者攪拌讓摩擦介質(zhì)與半導(dǎo)體粉料之間進(jìn)行相互摩擦，使得半導(dǎo)體粉料產(chǎn)生催化效應(yīng)，促使溶液中的污染物降解。本方法利用半導(dǎo)體粉料的摩擦催化效應(yīng)，通過摩擦使半導(dǎo)體獲得能量產(chǎn)生電子?空穴對(duì)的激發(fā)，進(jìn)而使溶液中的污染物產(chǎn)生降解，過程中不需要光的輻照，有效克服了光催化材料進(jìn)行污染物處理過程中存在的各種缺點(diǎn)，可以在更廣泛的環(huán)境中進(jìn)行污染物的治理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污染治理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于半導(dǎo)體粉料摩擦催化的污染物治理方法。

技術(shù)背景

二氧化鈦納米顆粒是一種常見的光催化材料。在光的激發(fā)下，二氧化鈦可產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，進(jìn)而引發(fā)一系列化學(xué)反應(yīng)。二氧化鈦光催化材料一個(gè)重要的應(yīng)用是治理水中的各種污染物，在光的作用下使水中的各種污染物被降解。但對(duì)于這方面的應(yīng)用，二氧化鈦光催化材料尚存在一些重要的缺陷。一是其能隙太大，只能吸收陽光中的紫外線，造成效率很低。另一缺陷是有些水溶液透光性差，光難以進(jìn)入，二氧化鈦的光催化作用也難以發(fā)生。

至于其他寬能隙的氧化物半導(dǎo)體，例如鈦酸鍶鋇，氧化鋅等的納米顆粒，作為光催化材料應(yīng)用時(shí)存在與二氧化鈦納米顆粒同樣的缺陷。

而那些窄能隙的半導(dǎo)體，其納米顆粒作為光催化材料應(yīng)用時(shí)雖然可以吸收可見光，但往往其穩(wěn)定性較差限制了應(yīng)用，即使作為光催化材料應(yīng)用也仍然不能用于光難以進(jìn)入的水溶液中的污染物的治理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決上述問題而進(jìn)行的，目的在于提供一種基于半導(dǎo)體粉料摩擦催化的污染物治理方法，利用半導(dǎo)體粉料的摩擦催化效應(yīng)，通過摩擦使半導(dǎo)體獲得能量產(chǎn)生電子-空穴對(duì)的激發(fā)，進(jìn)而使溶液中的污染物產(chǎn)生降解，過程中不需要光的輻照，因而不會(huì)受到光輻照所帶來的任何限制。

本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用了以下方案：

本發(fā)明提供一種基于半導(dǎo)體粉料摩擦催化的污染物治理方法，其特征在于，包括：向含有擬治理污染物的溶液中，加入具有摩擦催化性能的半導(dǎo)體粉料，并加入摩擦介質(zhì)；然后，通過搖動(dòng)或者攪拌讓摩擦介質(zhì)與半導(dǎo)體粉料之間進(jìn)行相互摩擦，使得半導(dǎo)體粉料產(chǎn)生催化效應(yīng)，促使溶液中的污染物降解。

本發(fā)明提供的基于半導(dǎo)體粉料摩擦催化的污染物治理方法，還可以具有以下特征：其中，采用的半導(dǎo)體粉料為：氧化物半導(dǎo)體粉料，或者非氧化物半導(dǎo)體粉料；并且，粉料可以為納米級(jí)，也可以為微米級(jí)。

本發(fā)明提供的基于半導(dǎo)體粉料摩擦催化的污染物治理方法，還可以具有以下特征：摩擦介質(zhì)為：表面包覆摩擦性材料的磁力攪拌子，或者摩擦性材料顆粒；這里，摩擦性材料指的是可以對(duì)半導(dǎo)體粉料起到摩擦催化作用的材料。

本發(fā)明提供的基于半導(dǎo)體粉料摩擦催化的污染物治理方法，還可以具有以下特征：磁力攪拌子表面包覆的具有摩擦性的材料優(yōu)選為特氟龍、聚氯乙烯、和聚丙烯等中的任意一種；并且，摩擦性材料顆粒優(yōu)選為特氟龍顆粒、聚氯乙烯顆粒、聚丙烯顆粒等。

本發(fā)明提供的基于半導(dǎo)體粉料摩擦催化的污染物治理方法，還可以具有以下特征：利用自然界的機(jī)械能、或者通過機(jī)械攪拌或磁力攪拌來實(shí)施搖動(dòng)或者攪拌操作。例如，向溶液所在的容器內(nèi)加入摩擦性材料顆粒(例如特氟龍、聚氯乙烯、聚丙烯的顆粒)后，利用波浪能使該容器被搖動(dòng)，則加入的摩擦性材料殼體與半導(dǎo)體粉料之間在該搖動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生摩擦，從而產(chǎn)生催化效果，使污染物被降解；或者通過磁力攪拌子進(jìn)行磁力攪拌，半導(dǎo)體粉料與磁力攪拌子表面之間的摩擦作用即可以使半導(dǎo)體粉料產(chǎn)生催化，使溶液中的污染物發(fā)生降解。

發(fā)明的作用與效果