[發明專利]一種復合光催化劑在染料廢水處理中的應用

在審

• 申請號: 202010883227.0
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111825156A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 曾福海
• 申請（專利權）人: 湖南三五二環?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: C02F1/30
• 分類號: C02F1/30;B01J27/132;B01J37/10;C02F101/30
• 代理公司: 長沙大珂知識產權代理事務所(普通合伙) 43236
• 代理人: 馬良濤

本發明公開了一種復合光催化劑在染料廢水處理中的應用。在可見光照射下，利用復合光催化劑光催化性能，能夠有效降解染料廢水中的有機染料，該復合光催化劑首先是通過溶劑熱法制備鐠和釹共摻雜的溴氧化鉍光催化劑，然后將其分散到去離子水中，然后加入鉻酸，并通過水熱法制備鐠和釹共摻雜的溴氧化鉍/鉻酸鉍復合光催化劑，該制備方法簡單，而且對有機廢水中的有機染料具有很好的光降解能力，是一種處理染料廢水的理想材料。

技術領域

本發明涉及有機廢水處理領域，尤其涉及一種復合光催化劑在染料廢水處理中的應用。

背景技術

光催化技術是利用清潔的光能降解廢水而不產生二次污染，近年來在環境污染控制中得到廣泛應用。半導體光催化材料發現的40多年來，科學家們主要致力于設計與太陽光譜匹配的帶隙、添加增敏劑，以此拓展光催化劑對全光譜光源的應用，發展了光催化劑降解氨氮廢水、制備自清潔材料以及合成CH₄等多種用途，BiOX(X＝Cl,Br,I))由于具有獨特的層狀結構，高度各向異性，在Bi₂O₂和鹵族元素間產生的內建電場使其具有良好的電子與空穴分離能力，而且，其帶隙寬度可以通過調節鹵族元素的比例連續調節，具有很強的光生載流子分離和可見光響應的調控潛力。因而正成為化學、材料及物理等學科共同關注的熱門研究新材料之一。

張曉東團隊報道的BiOBr異質層狀結構的發現表明，他們認為BiOBr的多相層狀結構控制著相當可觀的電子-空穴對的交互，由此增強了激子效應，因此層狀結構限制的空間誘導效應對光催化過程起到巨大的作用；黃柏標課題組報道了原位離子交換合成由BiOBr納米片組裝的Ag/AgBr/BiOBr異質結微球光催化劑，BiOBr納米片不僅提供了與Ag⁺進行原位離子交換的反應性位點，又為避免AgBr聚集提供了獨立的隔離空間。

盡管目前的研究已取得了較大的成績，但要繼續提升BiOBr的光催化性能，以及對染料廢水的降解能力，仍是目前亟待解決的問題，因而急需開發一種新的光催化劑能夠高效降解染料廢水中的有機染料仍是目前急需解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種復合光催化劑在染料廢水處理中的應用。在可見光照射下，利用復合光催化劑光催化性能，能夠有效降解染料廢水中的有機染料，該復合光催化劑首先是通過溶劑熱法制備鐠和釹共摻雜的溴氧化鉍光催化劑，然后將其分散到去離子水中，然后加熱鉻酸，并通過水熱法制備鐠和釹共摻雜的溴氧化鉍/鉻酸鉍復合光催化劑，該制備方法簡單，而且對染料廢水中的有機染料具有很好的光降解能力，是一種處理染料廢水的理想材料。

本發明采用的以下的技術方案：

一種復合光催化劑在染料廢水處理中的應用，在可見光照射下，采用鐠和釹共摻雜的溴氧化鉍/鉻酸鉍復合光催化劑光催化降解染料廢水中的有機染料，所述復合光催化中鐠和釹共摻雜的溴氧化鉍與鉻酸鉍的摩爾比為1:0.1～1:0.3；所述鐠的摻雜量為1～3wt％，所述釹的摻雜量為1～3wt％，所述有機染料為甲基橙或羅丹明B。

優選的，一種復合光催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)分別稱取硬脂基三甲基溴化銨(STAB)與溴鹽，溶于30～50ml乙二醇后，加入鉍鹽，磁力攪拌0.5～2h，形成A溶液；

(2)稱取一定比例的鐠鹽、釹鹽及0.004～0.006mol的硬脂基三甲基溴化銨溶于10～20ml去離子水中，磁力攪拌，配置B溶液；

(3)在磁力攪拌下，把B逐滴加入A，繼續攪拌1～3h后，轉移到水熱反應釜，于100～140℃下保溫20～30h，離心，洗滌后，干燥，即得到鐠和釹共摻雜的溴氧化鉍光催化劑；其中鐠和釹的摻雜量分別為1～3wt％；