[發明專利]具有可見光響應的鐵鉍復合光催化劑及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202310241492.2
• 申請日: 2023-03-14
• 公開（公告）號: CN116078409A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 王學謙;馬沖;王郎郎;馬懿星;寧平
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B01J27/128
• 分類號: B01J27/128;B01D53/86;B01D53/64;B01D53/46
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

本發明屬于光催化?煙氣控制技術領域，具體為一種具有可見光響應的鐵鉍復合光催化劑及其制備方法與應用。本發明中Fesubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;的負載，可以使BiOX(X＝Cl，I，Br)具有更好的可見光吸收能力，使其在可見光照射下獲得了很高的Hgsupgt;0/supgt;和AsHsubgt;3/subgt;的脫除能力，達到了同時高效的光催化氧化去除AsHsubgt;3/subgt;和Hgsupgt;0/supgt;兩種污染物的目的。

技術領域

本發明屬于光催化-煙氣控制技術領域，具體涉及一種鐵鉍復合光催化劑的制備方法及其在可見光下高效催化脫除煙氣中氣態汞和砷化氫的應用。

背景技術

能源危機和環境污染成為了全球面臨的主要挑戰，其中工業廢氣中重金屬污染的治理問題尤為突出。對于大氣重金屬治理的研究成果，目前主要集中在燃煤煙氣等氧化性氣氛中的重金屬污染控制方面。碳熱還原法在化工、冶金等行業有著廣泛的應用，碳熱冶煉尾氣是極具經濟價值的二次資源，而氣態汞(Hg⁰)和砷化氫(AsH₃)等重金屬會嚴重影響資源的回收。因此，研發安全、高效、環境友好的氣態重金屬脫除技術是實現資源回收的關鍵。

根據Hg⁰和AsH₃的控制技術現狀分析，煙氣中脫除Hg⁰和AsH₃的技術主要有兩種：吸附技術和催化氧化技術。吸附技術利用吸附劑表面的不平衡化學鍵或分子吸引力，將煙氣中的Hg⁰和AsH₃吸附在固體表面進行去除，吸附劑的性能決定了吸附凈化過程的效果，由于成本較高，吸附式脫除砷汞的技術難以大規模應用；熱催化技術存在能耗高、安全隱患大、易造成二次污染等問題，而光催化氧化技術是一種新型的脫除Hg⁰和AsH₃的方法，具有反應條件溫和、化學性質穩定、氧化效率高等特點。

鹵氧化鉍(BiOX，X＝Cl，I，Br)具有獨特的二維層狀結構、適宜的能帶結構和優秀的光電性能而被應用于光催化脫除氧化性煙氣中Hg⁰，同時在紫外光條件下獲得了較好的性能，由于其帶隙的限制，BiOX(X＝Cl，I，Br)在可見光條件下的性能還有待進一步提高，并且紫外光產生臭氧等問題可能給環境帶來二次污染，這都極大限制了其在氣體凈化領域的應用；而對于利用光催化氧化技術去除煙氣中AsH₃的研究內容較少，且效果都不理想，同時也并未發現利用可見光催化氧化去除煙氣中的AsH₃的相關報道。因此有必要開發高效的光催化劑應用于可見光下催化還原性煙氣中Hg⁰和AsH₃的脫除尤為重要。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于針對現有的技術不足，提供一種具有可見光響應的鐵鉍復合光催化劑及其制備方法，實現Hg⁰和AsH₃的同時脫除還有助于工業原料氣的收集利用。

需要說明的是，本發明公開保護的技術要點如下：