[發明專利]一種復合光催化劑及其應用于偏二甲肼廢水處理的方法

有效

• 申請號: 201911057888.1
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN110639499B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 任向紅;周鋒
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍火箭軍工程大學
• 主分類號: B01J23/18
• 分類號: B01J23/18;C02F1/30;C02F1/32;C02F101/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種復合光催化劑，其特征在于，利用納米二氧化鈦TiO₂、氧化鉍Bi₂O₃為原料，擬薄水鋁石粉末為粘結劑和支撐載體，以田菁粉為助擠劑，通過物理復合、擠條成型、干燥、焙燒，制得Bi₂O₃/TiO₂/Al₂O₃復合光催化劑對偏二甲肼廢水進行處理，具體包括以下步驟：

步驟1：稱取Bi₂O₃和TiO₂的質量比為1:1至1:15，同時將Bi₂O₃和TiO₂均勻混合；

步驟2：按照Bi₂O₃和TiO₂總質量的25％-50％比例加入擬薄水鋁石粉末，并加入1％-5％的田菁粉作為助擠劑，攪拌均勻；

步驟3：配制質量比為15％-35％硝酸溶液，將硝酸溶液和擬薄水鋁石粉末按照質量比為20:1至40:1加入到上述混合物中；

步驟4：加入水粉比為1:0.8至1:1.3的蒸餾水，攪拌均勻，揉擠成團后通過擠條機，擠條成型反復2-3次，得到直徑2mm、長2-3cm的條狀固體；在室溫干燥1-2h，50℃-80℃干燥1h，得到Bi₂O₃/TiO₂/Al₂O₃復合光催化劑胚體；

步驟5：將Bi₂O₃/TiO₂/Al₂O₃復合光催化劑胚體放置于馬弗爐內，在空氣氛圍下，以1-2℃/min的速率升溫至450℃-550℃，保持3-4h后隨爐自然冷卻，得到多孔狀的Bi₂O₃/TiO₂/Al₂O₃復合光催化劑。

2.根據權利要求1所述的一種復合光催化劑，其特征在于，所述的多孔狀的Bi₂O₃/TiO₂/Al₂O₃復合光催化劑表面的晶粒尺寸1-3μm。

3.根據權利要求1所述的一種復合光催化劑，其特征在于，所述的多孔狀的Bi₂O₃/TiO₂/Al₂O₃復合光催化劑介孔空間結構為5nm-20nm。

4.根據權利要求1所述的一種復合光催化劑，其特征在于，所述的多孔狀的Bi₂O₃/TiO₂/Al₂O₃復合光催化劑的晶體組成為銳鈦礦TiO₂、Bi₂O₃和Bi₁₂TiO₂₀。

5.根據權利要求1所述的一種復合光催化劑，其特征在于，所述的多孔狀的Bi₂O₃/TiO₂/Al₂O₃復合光催化劑的帶隙能為2.12-2.97eV，在受光輻照后，鉍元素的化學價態發生變化生成單質鉍Bi⁰，多孔狀的Bi₂O₃/TiO₂/Al₂O₃復合光催化劑顏色變黑，可見光響應范圍最大到650nm，在避光后，逐漸褪色至原色。

6.根據權利要求1所述的一種復合光催化劑應用于偏二甲肼廢水處理的方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

步驟1：配制濃度在100～120mg/L之間的偏二甲肼模擬廢水30-100mL，利用氨基亞鐵氰化鈉分光光度法測定廢水中偏二甲肼初始濃度；調節偏二甲肼廢水初始pH值為7-9；

步驟2：將制備的復合光催化劑稱取2.0g-4.0g加到盛有偏二甲肼廢水的石英試管中，置于避光反應箱靜置反應30min，用氨基亞鐵氰化鈉分光光度法檢測偏二甲肼的含量；

步驟3：使用汞燈或者氙燈光源時，將石英試管置于距離燈光源8-10cm處，并設置燈光輻照功率為100W/cm²；使用太陽光輻照時，置于太陽光直射位置，保證石英試管中的復合光催化劑完全暴露在陽光下；

步驟4：在光催化反應過程中，每隔1h取樣分析，利用氨基亞鐵氰化鈉分光光度法測定廢水中偏二甲肼的濃度。