[發(fā)明專利]一種PVDF@BWO-MnOx 在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110322847.1 | 申請(qǐng)日： | 2021-03-26 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN113042035A | 公開（公告）日： | 2021-06-29 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 任海濤;潘澤;蔣思?jí)?/a> | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 天津工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B01J23/34 | 分類號(hào)： | B01J23/34;B01J31/06;B01J37/02;B01J37/12;B01J37/14;B01J37/10;C02F1/72;C02F101/10 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 300387 *** | 國(guó)省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 pvdf bwo mno base sub | ||
本發(fā)明公開了一種PVDF@BWO?MnOx制備及氧化As(III)的方法，發(fā)明采用非溶劑誘導(dǎo)相分離法(NIPS)將水熱法制備的鎢酸鉍(記為BWO)光催化劑與聚偏氟乙烯(PVDF)基體材料相結(jié)合，進(jìn)而構(gòu)筑PVDF@BWO復(fù)合膜，通過光催化氧化Mn(II)形成新型光催化劑PVDF@BWO?MnOx。該P(yáng)VDF@BWO?MnOx復(fù)合膜在暗態(tài)環(huán)境中對(duì)As(III)具有較好的氧化效果。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于環(huán)境與化學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及到新型光催化劑PVDF@BWO-MnOX的制備及其氧化水環(huán)境中As(III)的方法。
背景技術(shù)
近年來，隨著紡織、食品、家具制造等染料相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)生了大量印染廢水，導(dǎo)致淡水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，如何解決這一難題是近年來的研究熱點(diǎn)。據(jù)報(bào)道，世界上生產(chǎn)的染料約有20％在染色過程中損失，并作為有色廢水排出。且先前的研究證實(shí)，染料廢水中不僅含有高毒性、致癌性的染料，亦包含有毒的無機(jī)砷化合物和錳離子。錳和砷的污染嚴(yán)重危害著水環(huán)境和人類健康，長(zhǎng)期飲用含有過量Mn和As的水體會(huì)增加患心臟病、皮膚病和膀胱癌的風(fēng)險(xiǎn)。因此，處理砷和含錳廢水迫在眉睫。
光催化技術(shù)具有綠色環(huán)保和高效徹底等優(yōu)點(diǎn)，受到人們的廣泛關(guān)注。水熱法生成的鎢酸鉍(記為BWO)有良好的光化學(xué)穩(wěn)定性、無毒性和光催化活性，但是在使用過程中存在易團(tuán)聚的問題，這嚴(yán)重制約著BWO的進(jìn)一步應(yīng)用。其中非溶劑誘導(dǎo)相分離法(NIPS)作為制備光催化復(fù)合膜的一種常用手段，能將光催化劑有效固定在聚偏氟乙烯(PVDF)基體材料中，提高復(fù)合膜的比表面積和表面活性位點(diǎn)。PVDF@BWO復(fù)合膜的形成氧化Mn(II)后，新形成的PVDF@BWO-MnOX復(fù)合膜可進(jìn)一步氧化As(III)，且PVDF@BWO-MnOX對(duì)As(III)具有較好的氧化效果和重復(fù)使用效果。然而，目前我們尚未查到PVDF@BWO-MnOX制備及氧化As(III)的技術(shù)和專利。
發(fā)明內(nèi)容
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是采用NIPS法將BWO光催化劑與PVDF基體材料相結(jié)合，進(jìn)而構(gòu)筑光催化性能優(yōu)異的PVDF@BWO復(fù)合膜，進(jìn)行氧化Mn(II)的光化學(xué)反應(yīng)，生成強(qiáng)氧化劑高價(jià)錳氧化物。隨后在所形成的PVDF@BWO-MnOx體系中，暗態(tài)條件下反應(yīng)將As(III)氧化為As(V)，且效率和穩(wěn)定性都較高。
該發(fā)明所采用的技術(shù)方案按照以下步驟進(jìn)行：
(a)分別稱取Bi(NO3)3·5H2O和Na2WO4·2H2O(控制Bi/W摩爾比為2.15)，依次溶解在一定量的1.2M?HNO3和1.2M?NaOH溶液中，將兩種溶液完全混合，攪拌2-4h后加熱，冷卻，隨后用無水乙醇和蒸餾水進(jìn)行反復(fù)的清洗，最后干燥13-20h后得到鎢酸鉍粉末(記為BWO)；
(b)稱取一定量步驟(a)得到的BWO粉末溶解在一定量二甲基甲酰胺(DMF)溶液中，室溫下超聲0-2h；
(c)將步驟(b)得到的試液置于磁力攪拌器上，開啟攪拌的同時(shí)緩緩加入已預(yù)先干燥的聚偏氟乙烯(PVDF)粉末，一定溫度和一定轉(zhuǎn)速條件下連續(xù)攪拌20-25h得到均相聚合物溶液(鑄膜液)；
(d)通過小型自動(dòng)涂膜機(jī)將步驟(c)中得到的鑄膜液均勻的涂覆在玻璃板表面；
(e)將步驟(d)所得玻璃板在空氣浴中滯留9-15s后，浸沒在裝有去離子水的凝固浴中20-25h，隨后每隔一時(shí)間換一次水以除去殘留溶劑；
(f)將步驟(e)所得PVDF@BWO膜置于去離子水中保存?zhèn)溆茫?/p>
(g)將一定量PVDF@BWO復(fù)合膜置于光催化反應(yīng)器中，加入一定量Mn(II)溶液(控制其濃度為60-100mg?L-1)，并調(diào)節(jié)至適宜pH值；
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