[發(fā)明專利]一種用于光催化廢水處理的催化劑及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011005965.1
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112191271A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葛宗義
• 申請（專利權(quán)）人: 葛宗義
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;C02F1/32;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/38
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一種用于光催化廢水處理的光催化劑，由硝酸銀、Bi(NO₃)₃·5H₂O和殼聚糖制備而成。具體制備方法如下：步驟一：BiOI的制備；步驟二：Ag/BiOI復合材料的制備；步驟三：光催化劑Ag/BiOI/殼聚糖的制備。本發(fā)明的光催化劑由殼聚糖負載Ag/BiOI制備而成，殼聚糖是一種廣泛存在于自然界的天然高分子絮凝劑，具有吸附性、生物降解性等特點，且無毒無害、對環(huán)境友好。由于殼聚糖分子上存在大量的羥基、氨基能吸附水中帶負電荷的粒子，與弱堿性陰離子交換作用，對Ag離子有良好的螯合作用。其次，殼聚糖為大分子多孔材料，具有較大的比表面積，促進了本發(fā)明的光催化劑對廢水中的染料降解。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于光催化廢水處理的催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

水污染問題已經(jīng)成為日益嚴峻的危害人類健康和自然環(huán)境的問題。廢水不僅會破壞水體的美觀、影響人的視覺感受，還會減少水生動植物陽光的攝入量，妨礙水生植物的光合作用，對魚類和藻類等水生生物造成毒害作用，甚至會在厭氧環(huán)境下形成芳香胺類致癌化合物，對人類健康造成嚴重危害。目前，染料廢水由于其COD高、色度大、組分復雜、有機物和鹽含量高、酸(堿)性大、水質(zhì)水量變化快以及含有大量的致畸致癌物質(zhì)，因而成為目前最難處理的污染物之一，這些廢水如果直接排放，會造成我國土壤、水源等方面的污染，嚴重影響生態(tài)環(huán)境。因此，如何降解染料廢水中的污染物，降低廢水的毒性，提高廢水的可生化性引起了廣大關(guān)注。

目前，處理染料廢水的方法主要為高級氧化法，因其具有節(jié)能高效，無毒、穩(wěn)定、價廉等優(yōu)勢受到了國內(nèi)外學者的廣泛研究。

發(fā)明內(nèi)容

針對目前的光催化劑對紅外或紫外光吸收效率高，而對可見光基本無響應(yīng)，導致太陽能利用率低(太陽光中紫外輻射小于5％)的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于光催化廢水處理的光催化劑及其制備方法。該光催化劑，在可見光下能夠有效降解染料廢水。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)手段：

一種用于光催化廢水處理的光催化劑，由硝酸銀、Bi(NO₃)₃·5H₂O和殼聚糖制備而成。

一種用于光催化廢水處理的光催化劑，由以下方法制備：

步驟一：BiOI的制備，將Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于乙酸中，得到溶液，然后在攪拌的條件下，將溶液緩慢加入到NaI溶液中，在室溫下攪拌30min后，得到混合液；將混合液轉(zhuǎn)移到襯有特氟龍的不銹鋼高壓釜中，并在100-200℃下反應(yīng)3-6小時，之后冷卻至室溫，過濾，并用乙醇和去離子水洗滌，在40-60℃下干燥過夜，即可得到BiOI；

步驟二：Ag/BiOI復合材料的制備，將步驟一所得的BiOI分散到去離子水中，然后加入硝酸銀和甲醇，并超聲15min，之后在黑暗中攪拌1h，轉(zhuǎn)移到500W的紫外燈照射下攪拌4-8h，最后將產(chǎn)物離心，用蒸餾水洗滌，并在80-120℃下干燥24h，即可得到Ag/BiOI復合材料；

步驟三：Ag/BiOI/殼聚糖的制備，將殼聚糖分撒到去離子水中，并加入步驟二所得的Ag/BiOI復合材料，在室溫下超聲15min，后升溫到60-100℃，反應(yīng)4-10小時，冷卻到室溫后，抽濾洗滌并干燥，得到Ag/BiOI/殼聚糖，即為光催化劑。

優(yōu)選的，步驟一中，按質(zhì)量體積比，Bi(NO₃)₃·5H₂O:乙酸:NaI溶液＝1g:3mL:10-20mL；NaI溶液的質(zhì)量濃度為0.3g/mL。

優(yōu)選的，步驟二中，按質(zhì)量比，BiOI:硝酸銀:甲醇＝8:2-6:10。