[發明專利]一種降解土壤中重金屬離子的光催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202011132352.4
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112251234A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 車凱;牛向楠;侯海萍;郁金星;劉克成;陳崇明;陳二松
• 申請（專利權）人: 國網河北省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;國網河北能源技術服務有限公司
• 主分類號: C09K17/04
• 分類號: C09K17/04;C09K17/08;B01J29/00;B09C1/08
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 李坤

本發明提供了一種降解土壤中重金屬離子的光催化劑及其制備方法，本發明通過制備多層結構的g?C₃N₄粉體，以及具有規整孔道結構的改性分子篩，將鐵鉍氧化物、g?C₃N₄粉體負載到改性分子篩上，通過分子篩和g?C₃N₄粉體對重金屬離子的強吸附作用，配合鐵鉍氧化物的高催化活性，大大提高了催化劑對重金屬離子的還原降解速率，可實現在土壤表面進行原位修復，有效降低土壤中重金屬含量，且本發明提供的光催化劑可以方便地從被修復土壤中回收，不產生二次污染，在重金屬污染土壤修復領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及材料制備的技術領域，尤其涉及一種降解土壤中重金屬離子的光催化劑及其制備方法。

背景技術

根據全國土壤污染狀況調查數據顯示，全國污染土壤總的超標率為16.1％，其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為11.2％、2.3％、1.5％和1.1％。目前國內的污染類型以無機型為主，有機型次之，復合型污染比重較小，其中無機污染物超標點位數占全部超標點位的82.8％。全國土地調查結果顯示，珠三角地區部分城市有近40％的農田菜地土壤重金屬污染超標，其中10％屬于嚴重超標。我國每年因重金屬污染而導致糧食減產超過1000萬噸，被重金屬污染的糧食達1200萬噸，合計經濟損失至少200億元。

土壤修復是使遭受污染的土壤恢復正常功能的技術措施。目前針對土壤重金屬污染的修復方法主要有固定化法、淋洗法、洗土法、電動力學修復法、化學還原法、植物修復法、微生物修復法，總體存在修復效率低、處理成本高等問題。傳統的修復方法如填埋、淋洗、電化學等工程量大，成本高、而且常常導致土壤結構破壞和某些營養元素丟失。土壤光催化降解是一種新興的土壤原位修復技術，在重金屬污染土壤修復中具有廣闊的前景。但是，目前用于光催化降解土壤重金屬的研究尚少，且土壤重金屬污染修復效果難以進一步提升。因此，開發一種簡單、高效的重金屬光催化劑對于修復土壤具有十分重要的意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種降解土壤中重金屬離子的光催化劑及其制備方法，旨在解決現有降解土壤中重金屬離子的光催化劑的催化性能有待進一步提高的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案是：

一種降解土壤中重金屬離子的光催化劑的制備方法，所述光催化劑的制備方法包括如下步驟：

步驟一、將尿素和硫脲在540-580℃煅燒，冷卻，球磨，得g-C₃N₄粉體；

步驟二、將分子篩、正硅酸乙酯和檸檬酸加入乙醇溶液中，混合均勻，攪拌反應，洗滌，干燥，于700-800℃煅燒，得改性分子篩；

步驟三、將可溶性鐵鹽、可溶性鉍鹽、L-半胱氨酸和尿素加入去離子水中，混合均勻，得前驅體溶液；將所述g-C₃N₄粉體和改性分子篩加入前驅體溶液中，混合均勻，轉移至高壓反應釜中，于160-180℃反應10-15h，得前驅物；

步驟四、將所述前驅物于550-650℃煅燒，得所述光催化劑。