[發(fā)明專利]負(fù)載ZnSn(OH)6

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010540152.6
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111632590B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邵宇;蔣蒙蒙;彭馨儀;鄭宜;王心晨
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: B01J23/14
• 分類號: B01J23/14;B01J37/02;B01J37/08;B01J37/34;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 林文弘;蔡學(xué)俊

本發(fā)明公開了一種負(fù)載ZnSn(OH)₆的玻璃珠光催化劑的制備方法，利用配位氧化沉淀法制備ZnSn(OH)₆懸濁液，經(jīng)洗滌、靜置，取上層液為浸漬液；然后用浸漬液浸漬經(jīng)高溫煅燒、微波處理、烘干后的玻璃珠1~15分鐘，重復(fù)浸漬、氮氣吹掃、烘干1~5次，經(jīng)熱處理得負(fù)載ZnSn(OH)₆的玻璃珠光催化劑。本發(fā)明通過將納米級ZnSn(OH)₆負(fù)載在經(jīng)預(yù)處理后的玻璃珠表面，在保持ZnSn(OH)₆光催化活性的同時，大幅度降低了光催化材料的成本，使其適用于大流量、中低濃度有機(jī)廢氣污染物的治理，以及染料廢水的脫色。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料制備和環(huán)境污染治理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種負(fù)載ZnSn(OH)₆的玻璃珠光催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

工廠企業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量含揮發(fā)性有機(jī)物的工業(yè)廢氣，這些工業(yè)廢氣中含有的揮發(fā)性有機(jī)物多具有惡臭、致癌等危害，嚴(yán)重威脅人類健康，因此，高效處理工廠排放的氣態(tài)揮發(fā)性有機(jī)物，一直是環(huán)境保護(hù)工作的研究熱點。光催化技術(shù)具有反應(yīng)條件溫和、能對幾乎所以氣態(tài)揮發(fā)性有機(jī)污染物進(jìn)行有效分解礦化，在工業(yè)有機(jī)廢氣治理上有良好的應(yīng)用前景。目前，光催化劑的負(fù)載化和成型工藝是制約光催化技術(shù)在工業(yè)環(huán)保治理領(lǐng)域應(yīng)用的技術(shù)難題。隨著光催化技術(shù)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究工作的深入，人們逐漸認(rèn)識到光催化劑與載體相互作用的機(jī)理問題，這為光催化劑的負(fù)載化提供了堅實的理論基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供負(fù)載ZnSn(OH)₆的玻璃珠光催化劑及其制備方法和應(yīng)用，為實現(xiàn)這一目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種負(fù)載ZnSn(OH)₆的玻璃珠光催化劑的制備方法，包括以下步驟：

1）玻璃珠的預(yù)處理

選擇直徑0.2~3mm的玻璃珠，將其置于馬弗爐中煅燒，升溫速率0.5~5℃/min，升溫至350~450℃，恒溫2~8小時，自然冷卻后取出，①將用去離子水浸沒的玻璃珠置于微波爐中加熱至水沸騰；②取出玻璃珠，用去離子水淋洗、浸泡并持續(xù)攪拌15~25分鐘；重復(fù)①～②步驟，直至淋洗、浸泡廢液的電導(dǎo)率為0~15μs/cm，將玻璃珠取出，120℃烘干，備用；

2）ZnSn(OH)₆光催化劑浸漬液的制備

用去離子水配制0.05~0.15mol/L的SnCl₄水溶液，初次攪拌（第一次攪拌）并逐滴加入0.05~0.25mol/L的NaOH水溶液，直至沉淀完全溶解；再逐滴加入0.05~0.12mol/L的Zn(CH₃COO)₂溶液，同時劇烈攪拌（第二次攪拌），至溶液pH值為6~8，形成懸濁液；用去離子水配合陶瓷膜洗滌該懸濁液，直至懸濁液的電導(dǎo)率為0~15μs/cm，并濃縮至固液比為1:3~10；負(fù)載前，攪拌懸濁液0.5~2小時（第三次攪拌），靜置0.5~2小時，取上層液作為浸漬液。

3）ZnSn(OH)₆光催化劑的負(fù)載

將步驟1）所得玻璃珠浸漬在步驟2）制備的浸漬液中1~15分鐘，取出，氮氣吹掃至玻璃珠表面液固分離，60℃烘干；再次浸漬、吹掃、烘干；反復(fù)進(jìn)行1~5次，120℃~180℃熱處理1~4小時。

選擇玻璃珠為載體并對其進(jìn)行煅燒、微波處理具有以下效果：

1、避免載體對催化劑的負(fù)影響：玻璃珠的主要成分SiO₂是絕緣體，電荷在其表面和內(nèi)部無法有效遷移。SiO₂的功函數(shù)遠(yuǎn)高于光催化材料，二者界面形成的肖特基勢壘能夠有效減少和阻止光催化材料（在光照下）產(chǎn)生的電子空穴對通過載體復(fù)合，從而保證光催化劑的催化活性不受或少受載體材料的負(fù)影響，其他載體材料如活性炭、大多數(shù)的分子篩均無此特性。