[發明專利]一種利用天然黃鐵礦制備復合光催化劑的方法

在審

• 申請號: 201910322461.3
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110152687A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 高曉亞;郭倩;羅永明
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B01J27/043
• 分類號: B01J27/043;C02F1/30;C02F101/38;C02F101/34
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本發明涉及一種利用天然黃鐵礦制備復合光催化劑的方法，屬于光催化劑技術領域。本發明將天然黃鐵礦進行球磨研磨20~30 min得到天然黃鐵礦粉；將得到的天然黃鐵礦粉過篩，然后勻速升溫至溫度為200~600℃并恒溫煅燒2~2.5 h，隨爐冷卻即得復合光催化劑。本發明復合光催化劑可應用于光催化降解卡馬西平和/或雙氯芬酸鈉。本發明的復合光催化劑活性高，用于光催化降解卡馬西平和/或雙氯芬酸鈉廢水，在室溫模擬太陽光條件下具有優于純Fe₂S催化劑的光催化活性，降解率可提高35~36%。

技術領域

本發明涉及一種利用天然黃鐵礦制備復合光催化劑的方法，屬于光催化劑技術領域。

背景技術

藥品和個人護理用品（PPCPs）是指包括人和動物使用的各種藥品和日常護理品在內的多種化學物質的總稱，常見的有消炎藥、抗生素、鎮靜劑、抗癲癇藥、降壓藥等。該類污染物是繼除草劑、殺蟲劑之后發現的在水體中普遍存在的痕量有機污染物，其與人類的生產活動緊密相關。雖然它們在環境中的濃度較低，但由于其極性較強以及具有較強的生物活性，并且當這類污染物長期存在于環境中時很難被降解，從而表現出一定的毒性效應和干擾效應等，不僅會對環境造成污染，也會對人類身體健康帶來影響。其中卡馬西平（CBZ）和雙氯芬酸鈉（DCF）是這類污染物的典型代表，卡馬西平是一種典型的抗癲癇藥物，而雙氯芬酸鈉是一種起效較快的抗炎藥。這些污染物能夠長期作用于水環境，對水生態系統產生潛在威脅，同時造成水體污染，進而直接或間接對飲用水質量造成影響，危害人體健康。因此，開發針對這類污染物的去除技術，對預防大量藥品和個人護理用品污染物進入環境具有重要意義。

光催化技術因其成本低、操作簡單、降解效率高等特點，在污染物的降解方面顯示出了巨大的優勢，它主要是利用半導體催化材料吸收光產生的電子-空穴對誘發氧化與還原反應，從而降解污染物。黃鐵礦是自然界分布最廣泛的鐵硫化物半導體，其價帶上的電子易受外部能量的激發而跳躍到導電帶，從而表現出良好的半導體性能和光學性。但目前國內外研究者對黃鐵礦的研究主要集中于黃鐵礦的吸附、交換以及礦物學屬性的研究，對其光催化性能關注和研究較少。

發明內容

本發明針對現有技術存在的問題，提供一種利用天然黃鐵礦制備復合光催化劑的方法，本發明通過熱處理過程，使得天然黃鐵礦的結構轉變并且形成的不同物相結構組分之間有緊密接觸的界面，有利于電荷傳輸；利用熱處理促使天然黃鐵礦結構轉變制備得到的光催化劑具有較好的光催化性能，在室溫模擬太陽光條件下對卡馬西平和雙氯芬酸鈉廢水的光催化降解率得到了明顯的改善，具有良好的應用前景。

一種利用天然黃鐵礦制備復合光催化劑的方法，具體步驟如下：

（1）將天然黃鐵礦進行球磨研磨20~25 min得到天然黃鐵礦粉；

（2）將步驟（1）的天然黃鐵礦粉過篩，然后勻速升溫至溫度為200~800 ℃并恒溫煅燒2~2.5 h，隨爐冷卻即得復合光催化劑。

所述勻速升溫速率為5~ 6 ℃/min。

所述復合光催化劑在光催化降解卡馬西平和/或雙氯芬酸鈉中的應用。

所述復合光催化劑在光催化降解卡馬西平和/或雙氯芬酸鈉中的應用方法，具體步驟為：

（1）將復合光催化劑加入到含有卡馬西平和/或雙氯芬酸鈉的溶液中混合均勻并吸附至平衡狀態得到體系A；

（2）在室溫、光照條件下，體系A中卡馬西平和/或雙氯芬酸鈉進行光催化降解反應，利用紫外-可見分光光度法測量卡馬西平和/或雙氯芬酸鈉溶液的吸光度并計算其轉化率。

所述含有卡馬西平和/或雙氯芬酸鈉的溶液中卡馬西平的濃度為2.5~ 12.5 mg/L，雙氯芬酸鈉的濃度為10~20 mg/L；

所述體系A中復合光催化劑的濃度為0.8~ 1.6 g/L。

本發明的有益效果是：