[發明專利]一種光催化降解復合顆粒及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010157853.1
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111359621A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 吳美鳳;陳歆;王登科;劉虎;晏小放;李雙;鄒建平
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: B01J23/847
• 分類號: B01J23/847;B01J37/08;C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 吳林

本發明涉及光催化技術領域，具體為一種光催化降解復合顆粒及其制備方法和應用；其中，光催化降解復合顆粒包括以下組分：納米級銳鈦型二氧化鈦、二氧化硅微粒、三斜型FeVO₄晶體顆粒和偶聯劑，能夠利用水稻秸稈生產二氧化硅微粒，利用玉米秸稈生產三斜型FeVO₄晶體顆粒，對三斜型FeVO₄晶體顆粒、二氧化硅微粒和納米級銳鈦型二氧化鈦利用偶聯劑混合，在實驗室的環境下，能夠在150min內完全降解甲基紫，反應出對廢水的降解能力強，且大大減少了二氧化鈦的使用量，降低了生產成本，實現了以廢治廢，為水稻秸稈和玉米結構提出了新的用途。

技術領域

本發明涉及光催化技術領域，具體為一種光催化降解復合顆粒及其制備方法和應用。

背景技術

隨著工業化和城市化持續快速發展，傳統煤煙型污染尚未得到控制，汽車尾氣帶來的復合型大氣污染卻日益突出，大量的氮氧化物與揮發性有機物導致城市中細顆粒物、臭氧、酸雨等二次污染呈加劇態勢，產生了大量的生活廢水和以及工業廢水，目前人們在處理廢水時會加入光催化劑進行光解，利用光催化劑降解的效果好且不會存在二次污染，但目前光催化劑顆粒的制造成本較高，難以大面積使用，同時，目前為了治理空氣污染，農田中的水稻秸稈和玉米秸稈等都禁止焚燒，但留在田中會影響下一年的耕種，為此，政府也在積極的鼓勵企業收購水稻秸稈和玉米秸稈進行加工生產，但是目前水稻秸稈和玉米秸稈的用途太少，市場需求太低，如何增加水稻秸稈和玉米秸稈的用途也是目前需要解決的一大問題。

發明內容

為了解決上述的問題，本發明提供一種光催化降解復合顆粒及其制備方法和應用。

本發明解決其技術問題采用以下技術方案來實現：

本發明提供一種光催化降解復合顆粒，包括以下組分：納米級銳鈦型二氧化鈦、二氧化硅微粒、三斜型FeVO₄晶體顆粒和偶聯劑；其中，納米級銳鈦型二氧化鈦、二氧化硅微粒、三斜型FeVO₄晶體顆粒和偶聯劑的質量比為：1:2-4:1-2:0.1-0.3。

作為對本發明所述的光催化降解復合顆粒進一步的改進，優選的，所述納米級銳鈦型二氧化鈦粒徑為15～100nm，所述二氧化硅微粒的直徑在50～140nm，所述三斜型FeVO₄晶體顆粒的30-70nm。

作為對本發明所述的光催化降解復合顆粒進一步的改進，優選的，所述偶聯劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、鈦酸酯偶聯劑中的任意一種。

本發明還提供一種光催化降解復合顆粒的制備方法，包括以下步驟：

S1：將納米級銳鈦型TiO₂放入110℃烘箱中烘烤12h后封存；

S2：將洗凈的水稻秸稈放入馬弗爐中,在500℃下充分煅燒4-6h后收集灰分,將灰分放入攪碎機中加水研磨成勻漿,過濾去除可溶性鹽分；將濾紙上的殘留物在水的沖洗下過400目篩,收集過篩的顆粒；將過篩顆粒懸浮于容器中,自然沉淀10-15min,然后去除上層懸濁液；重復6-8次自然沉淀過程后,得到純凈的二氧化硅微粒；

S3：將玉米秸稈去皮后,切成lcm長的圓柱體,并于10％的稀鹽酸中浸泡48h,再經蒸餾水反復洗滌直至氯離子洗凈，然后經80℃干燥24h,浸泡于FeVO₄凝膠中，抽真空30min,靜置4h后取出,在80℃烘干；烘干后放入馬弗爐中，在500-700℃下充分煅燒4-6h,制備三斜型FeVO₄晶體顆粒；