[發明專利]一種改性碳基負載有機光伏材料除鉻、銅、鎘、鉛的光催化劑制備方法

在審

• 申請號: 202310410794.8
• 申請日: 2023-04-17
• 公開（公告）號: CN116571277A
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 朱紅祥;劉燾;張立斌;楊林基
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;C02F1/30;C02F1/70;C02F101/20;C02F101/22
• 代理公司: 廣西南寧公平知識產權代理有限公司 45104
• 代理人: 翁建華

本發明公開了一種改性碳基負載有機光伏材料除鉻、銅、鎘、鉛的光催化劑制備方法，該方法包括以下操作步驟：A、將碳材粉碎；B、將碳粉與去離子水混合；C、在步驟B的混合溶液中加入交聯劑環氧氯丙烷(ECH)；D、在冰浴環境中，向步驟C的混合溶液加入富含氨基材料后攪拌反應1h；E、將步驟D反應后的溶液經過濾、洗滌、干燥后得到改性碳基材料；F、將有機光伏材料與氯仿混合，得有機光催化劑混合溶液；G、將有機光催化劑混合溶液均勻涂覆于改性碳基材料上，干燥后得到改性碳基負載有機光伏材料除鉻、銅、鎘、鉛的光催化劑。本發明方法得到的光催化劑能夠實現同時對Cr(VI)、Cu(II)、Cd(II)和Pb(II)的高效快速去除，且可重復利用，解決了光催化劑負載工藝和循環利用的難題，為同時去除鉻、銅、鎘、鉛提供了一種真正的綠色、環保、無污染的處理方法。

技術領域

本發明涉及功能材料制備技術領域，具體是一種改性碳基負載有機光伏材料除鉻、銅、鎘、鉛的光催化劑制備方法。

背景技術

隨著工業和技術的發展，廢水中的重金屬污染幾個世紀以來一直對環境和生物健康構成嚴重威脅。特別是，與高濃度的單一重金屬污染相比，由低劑量的多種重金屬鉻、銅、鎘、鉛離子組成的復雜水污染已成為一個緊迫的問題，同時具有這四種的重金屬離子廢水，因競爭吸附，相互干擾難以同時快速去除，并且完全去除的成本很高。

目前降解廢水中鉻、銅、鎘、鉛的方法主要包括電化學法、膜分離法、微生物法、吸附法。其中，這些方法都存在一些關鍵的科學技術難題，這使產業化除鉻、銅、鎘、鉛受到一定限制：

(1)電化學法在降解過程中能耗太大、電極材料損耗高、處理成本高；

(2)膜分離法吸附容量很低、效率低、成本高、膜易受污染；

(3)微生物法作用時間長、易受溫度、營養成分、離子濃度等因素影響；

(4)吸附法被認為是處理鉻、銅、鎘、鉛最直接有效的技術。因為其具備成本低、操作靈活簡單，易與其他工藝相配合等優勢，但吸附法目前常用的吸附劑鐵基復合材料、膨潤土、改性TiO₂、碳基材料也存在一系列有待克服的技術難題：

a.鐵基復合材料和膨潤土在酸性環境下易腐蝕，其鉻、銅、鎘、鉛離子吸附效率與投入量成正比，大量投入會造成二次污染且不易回收；

b.改性TiO₂屬于無機光催化劑，研究表明，相比于有機催化劑其吸收光譜窄、帶隙寬、激子產生和分離效率慢、易在水中發生團聚，造成鉻、銅、鎘、鉛離子吸附效率低，而且使用過量會伴隨二次污染并不易回收；

c.碳基材料是非極性溶劑，對極性重金屬鉻、銅、鎘、鉛離子吸附很弱。因此，通常對其進行改性，以增強其對極性物質的吸附。傳統方法改性之后的碳基材料對Cr(VI)、Cu(II)、Cd(II)和Pb(II)去除初見效果。然而，效率還是太低并無法實現同時去除。因此，傳統應用碳基材料除鉻、銅、鎘、鉛的效果并不理想。

為此，急需開發一種能同時去除Cr(VI)、Cu(II)、Cd(II)和Pb(II)，且環保的光催化劑制備方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種改性碳基負載有機光伏材料除鉻、銅、鎘、鉛的光催化劑制備方法，該方法得到的光催化劑能夠實現同時對Cr(VI)、Cu(II)、Cd(II)和Pb(II)的高效去除，且可重復利用，解決了光催化劑負載工藝和循環利用的難題，為鉻、銅、鎘、鉛離子的去除提供了一種真正的綠色、環保、無污染的處理方法。

本發明以如下技術方案解決上述技術問題：

本發明一種改性碳基負載有機光伏材料除鉻、銅、鎘、鉛的光催化劑制備方法，包括以下操作步驟：

A、A、將碳材粉碎至2000-8000目，得碳粉；