一种光催化剂复合材料RHC‑CS/La制造技术

技术编号:16986013 阅读:52 留言:0更新日期:2018-01-10 13:58
本发明专利技术涉及一种光催化剂复合材料RHC‑CS/La

A photocatalyst composite RHC CS/La

The invention relates to a photocatalyst composite RHC CS/La

【技术实现步骤摘要】
一种光催化剂复合材料RHC-CS/La3+-TiO2的制备方法
本专利技术属于有机废水处理领域,涉及苯系物增溶有机废水的处理,由其是一种光催化剂复合材料RHC-CS/La3+-TiO2的制备方法。
技术介绍
有机化合物废水广泛产生于化工厂、制药厂和皮革厂等诸多行业,也产生于液体危化品泄漏等。苯系物是一类高毒性和难降解的有机物,来源广、数量多、危害大,废水大量排放给环境带来严重污染,不仅危害农业生产、动植物生长繁殖,而且也威胁着人类健康。在淋洗、萃取过程等产生的废水中,存在大量的表面活性剂,而表面活性剂胶束提供的疏水结构会大幅度增加有机污染物在水溶液中的溶解度,这就会导致被表面活性剂增溶的苯系物废水更难降解。因此,被表面活性剂增溶的苯系物废水的处理一直是水处理研究中备受关注的问题。目前,以半导体氧化物(TiO2,ZnO,Fe2O3,SnO2,WO3等)作为光催化剂,进行光催化反应己经引起很大的关注。但是单纯的光催化剂存在各种缺点导致其光催化效率低。根据光催化再生原理,将吸附材料与光催化剂结合用于处理有机化合物废水,将光催化剂的光催化活性与吸附材料的吸附性能结合起来,一方面,增强吸附剂的吸附能力;另一方面,吸附剂的吸附能力为光催化反应提供高的浓度,提高了光催化反应速率,而且将反应的副产物吸附使污染物完全净化。针对被表面活性剂增溶的苯系物废水的处理,将吸附处理技术与光催化技术相结合,同时考虑到表面活性剂胶束的影响,复合材料需具备选择性吸附的功能,使苯系物表面胶束脱稳,从而达到快速吸附降解的目的,从而有效弥补现有光催化技术在降解胶束增溶有机物方面的不足。专利技术内容本专利技术解决的技术问题是,提供一种双功能微区光催化剂复合材料RHC-CS/La3+-TiO2的制备方法,本复合材料疏水微区可以定向锚定表面活性剂,使胶束脱稳,降解微区可吸附游离的苯系物分子,促进其被光催化降解。一种光催化剂复合材料RHC-CS/La3+-TiO2的制备方法,步骤如下:(1)稻壳炭的化学刻蚀:将稻壳炭过筛,炭化,然后在1~3mol/L的KOH溶液中浸渍10~15h,过滤,并洗涤至pH为6~7,然后将稻壳炭在温度为100~110摄氏度下干燥1~3小时,冷却,最后在氮气保护下,以3~10摄氏度/分钟的升温速率升温至500~700摄氏度下活化并保温10~30分钟,自然冷却至室温得到产物。(2)在稻壳炭上负载碳微球:将步骤(1)处理后的稻壳炭加入到葡萄糖或羟甲基纤维素钠或葡萄糖和羟甲基纤维素钠的混合溶液中,超声分散10~20分钟后,于160~240摄氏度水热反应3~6小时,自然冷却至室温后以蒸馏水和乙醇洗涤3~5次,最后将RHC-CS进行干燥1~3小时,温度为100~110摄氏度。(3)将RHC-CS浸渍于钛源前驱体,经溶胶凝胶—水热法得到光催化剂复合材料:向钛源前驱体中加入一定量的硝酸溶解的氧化镧和冰醋酸,其中氧化镧的添加量为0%~1%,然后加入步骤(2)处理后的RHC-CS,其中RHC-CS的添加量为5%~20%,搅拌10~20分钟,再向其中滴加无水乙醇与去离子水的混合液,并将pH调节至1~2,滴加完毕后继续搅拌90~120分钟,静置15~20小时形成凝胶,在120~240摄氏度下水热反应1~4小时,冷却至室温后,用蒸馏水和乙醇洗涤至中性,在温度为100~110摄氏度下干燥1~3小时,然后于管式炉中以10~20摄氏度/分钟的升温速率先升温至100~300摄氏度,恒温1~2小时除去挥发物,然后升温至500~600摄氏度煅烧2~4小时,即得RHC-CS/La3+-TiO2。而且,所述步骤(2)中,葡萄糖或羟甲基纤维素钠或葡萄糖和羟甲基纤维素钠的混合溶液的浓度为0.5mol/L。而且,所述步骤(3)中,钛源质前驱体为钛酸四丁酯或钛酸异丙酯或四氯化钛或硫酸钛或硫酸氧钛。而且,所述步骤(3)中,RHC-CS在钛源前驱体中的添加量为5%~20%。而且,所述步骤(3)中,氧化镧在钛源前驱体中的添加量为0.1%~1%。而且,所述步骤(3)中,无水乙醇和去离子水的混合液滴加速度为1Drop/s。而且,所述步骤(3)中,复合材料的凝胶时间为18h。而且,所述步骤(3)中,pH调节剂为盐酸,质量分数为37%。本专利技术的优点和有益效果:1、所制备的复合材料具有良好的有良好的选择性吸附降解作用,在12小时内能有效降解浓度为1000mg/L的苯系物增溶废水,其中对甲苯、苯和氯苯的去除率分别达到87%、82%和85%,而在降解过程中表面活性剂浓度基本保持不变,不影响表面活性剂的回收应用。2、稻壳炭表面刻蚀过程中,通过控制活化剂浓度、活化温度和活化时间,实现了炭孔结构的调控,活化剂的浓度直接影响炭材料比表面积和孔容的大小,长的活化时间有利于微孔和介孔的形成,高温有利于介孔的形成。3、复合材料的最终煅烧温度对其晶型的影响,随着煅烧温度的升高,TiO2晶型会从锐钛矿型逐步向金红石型发生转变,锐钛矿型TiO2具有更好的光催化降解效果。4、适量的氧化镧掺杂能使所制备的复合材料晶格结构发生畸变,晶面间距发生变化,同时抑制了二氧化钛晶粒的长大,有利于光催化性能的提高,同时也能够扩展TiO2的光谱响应范围。5、本专利技术制备过程操作简单,经济高效,绿色安全。6、本专利技术制备的材料性质稳定,具有良好的环境友好性,在处理苯系物增溶废水中具有很好的应用前景,也可延伸于土壤修复领域。附图说明图1(a)、图1(b)、图1(c)分别为本专利技术的RHC、RHC-CS和RHC-CS/La3+-TiO2的SEM图。图2本专利技术的RHC-CS/La3+-TiO2的XRD图。图3(a)、图3(b)、图3(c)分别为本专利技术的RHC、RHC-CS和RHC-CS/La3+-TiO2的接触角图。图4本专利技术的RHC-CS/La3+-TiO2光催化降解甲苯增溶废水过程中甲苯的降解曲线图。图5本专利技术的RHC-CS/La3+-TiO2(实施例3)光催化降解甲苯增溶废水过程中TX-100的降解曲线图。图6本专利技术的RHC-CS/La3+-TiO2光催化降解苯增溶废水过程中苯的降解曲线图。图7本专利技术的RHC-CS/La3+-TiO2光催化降解氯苯增溶废水过程中氯苯的降解曲线图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。实施例1(1)RHC的制备将稻壳炭过筛,炭化,然后在1.5mol/L的KOH溶液中浸渍10h,过滤,并洗涤至pH为6.77,然后将稻壳炭在105摄氏度下干燥2小时,冷却,最后在氮气保护下,以4摄氏度/分钟的升温速率升温至400摄氏度下活化并保温30分钟,自然冷却至室温得到产物。(2)RHC-CS的制备取步骤(1)中的稻壳炭0.35g,加入到30mL浓度为0.5mol/L的葡萄糖溶液中。超声分散10分钟后,于180摄氏度水热反应5小时,自然冷却至室温后以蒸馏水和乙醇洗涤4次,最后将RHC-CS进行干燥2小时,温度为105摄氏度。(3)RHC-CS/La3+-TiO2复合材料的制备将35mL的钛酸丁酯溶于70mL的无水乙醇中,然后加入2mL硝酸溶解的氧化镧,其中氧化镧的质量为0.05g,再加入23mL冰醋酸和0.4g步骤(2)中的RHC-CS搅拌10分钟,剧烈搅拌下再以1Drop/s的速度加入无水乙醇与去本文档来自技高网...
一种<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/41/201710715910.html" title="一种光催化剂复合材料RHC‑CS/La原文来自X技术">光催化剂复合材料RHC‑CS/La</a>

【技术保护点】
一种光催化剂复合材料RHC‑CS/La

【技术特征摘要】
1.一种光催化剂复合材料RHC-CS/La3+-TiO2的制备方法,步骤如下:(1)稻壳炭RHC的化学刻蚀;(2)在稻壳炭上负载碳球RHC-CS;(3)将RHC-CS浸渍于钛源前驱体,经溶胶凝胶—水热法得到光催化剂复合材料RHC-CS/La3+-TiO2。2.根据权利要求1所述的光催化剂复合材料RHC-CS/La3+-TiO2的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)是将稻壳炭过筛,炭化,然后在1~3mol/L的KOH溶液中浸渍10~15h,过滤,并洗涤至pH值为6~7,然后将稻壳炭在温度为100~110摄氏度下干燥1~3小时,冷却,最后在氮气保护下,以3~10摄氏度/分钟的升温速率升温至500~700摄氏度下活化并保温10~30分钟,自然冷却至室温得到产物。3.根据权利要求1所述的光催化剂复合材料RHC-CS/La3+-TiO2的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)是将步骤(1)处理后的稻壳炭加入到葡萄糖或羟甲基纤维素钠或葡萄糖和羟甲基纤维素钠的混合溶液中,超声分散10~20分钟后,于160~240摄氏度水热反应3~6小时,自然冷却至室温后以蒸馏水和乙醇洗涤3~5次,最后将RHC-CS进行干燥1~3小时,温度为100~110摄氏度。4.根据权利要求1所述的光催化剂复合材料R...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴燕郭凤南史宁彭啸
申请(专利权)人:天津科技大学
类型:发明
国别省市:天津,12

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