一种光催化耦合微生物同步降解污染物中催化剂的负载方法技术

本发明专利技术涉及一种光催化剂的负载方法，具体包括载体预处理、光催化剂负载、固化、后处理的步骤。本发明专利技术中聚氨酯防水涂料的存在可以软化载体骨架，载体浸没后快速取出，振动抖落多余的防水涂料可防止载体骨架交联，利用粉末喷涂法可将光催化反应材料高效、牢固并单一的附在于载体表面，减少了光催化反应材料对载体内部微生物的损伤，提高了污水降解效果及载体的循环使用性能。本发明专利技术中光催化剂在载体上可以长久附着，不易脱落，进而实现光催化剂的长期有效。

A photocatalysis coupled with microorganism for simultaneous degradation of catalyst in pollutants

The invention relates to a photocatalyst loading method, in particular to the steps of carrier pretreatment, photocatalyst loading, curing and post-processing. The polyurethane waterproof coating in the invention can soften the carrier framework, quickly take out the carrier after immersion, shake off the redundant waterproof coating by vibration to prevent the carrier framework from cross-linking, and the photocatalytic reaction material can be efficiently, firmly and simply attached to the carrier surface by the powder spraying method, thus reducing the damage of the photocatalytic reaction material to the microorganism inside the carrier and improving the degradation of sewage Effect and recycling performance of carrier. In the invention, the photocatalyst can adhere to the support for a long time and is not easy to fall off, so as to realize the long-term effectiveness of the photocatalyst.

【技术实现步骤摘要】
一种光催化耦合微生物同步降解污染物中催化剂的负载方法
：本专利技术属于材料领域，具体属于无机材料领域，主要涉及一种光催化剂负载方法。技术背景：光催化耦合微生物同步降解污染物(ICPB)是近年来新兴的污染物降解技术。它将光催化反应高效快速的特点与微生物降解的优势相结合，保留生物法处理废水优点的同时，耦合了光催化剂高效、迅速的特性，可实现多种污染物的有效降解，节约了能源和成本的同时并为水体中污染物的深度降解提供了解决新思路。ICPB体系的主要工作原理是通过光激发载体上的光催化材料，将水体中难生物降解的污染物转化为可生物降解的物质，同时在载体内部微生物的代谢作用下，将这些污染物的中间降解产物继续矿化，彻底除去废水中的污染物。目前负载光催化剂选用的溶胶-凝胶法经过多次浸泡干燥，与载体结合不够长久牢固，并且载体内部负载的光催化反应材料由于光照作用会产生有毒物质杀死载体内部微生物，直接影响光催化剂的使用寿命时效，降低催化效果。
技术实现思路
：为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种光催化剂的负载方法，该方法可实现光催化剂快速牢固的负载于载体表面，避免脱落，减少了光催化剂对载体内部微生物的损伤，增强污水处理的效果。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种光催化剂负载方法，包括载体预处理、光催化剂负载、固化、后处理的步骤，具体为：A载体预处理：将载体浸泡在防水涂料中进行预处理，然后迅速取出并振动抖掉多余的防水涂料备用；B光催化剂负载：将光催化剂粉碎成粉末后，均与分布于载体的外表面，所述载体与光催化剂质量比为1：(0.3-2)；C固化：将步骤B中得到的载体在室温下进行固化20-80min；D后处理：步骤C中得到的载体超声冲洗5-10min，去除未固定的光催化剂即可填装到反应器使用。优选的，步骤A中所述载体选自聚氨酯海绵、丝瓜瓤中的一种或多种的混合物。优选的，步骤A中所述的防水涂料为聚氨酯防水涂料。优选的，步骤B中所述的光催化剂为BiOCl/Bi2WO6/Bi。优选的，步骤B中所述的催化剂与载体的质量比为1:(0.5-1.5)优选的，步骤B中所述的负载方式可采取喷涂、滚涂等方式。优选的，所述喷涂方式是将光催化剂粉末封装在喷雾瓶中，均匀喷洒在载体的外表面。优选的，所述光催化剂粉末为20-40目。优选的，步骤C中所述的固化时间为30-60min。本专利技术还提供了一种根据所述方法制备得到的光催化剂。所述催化剂负载程度高，结合度强，不易脱落。本专利技术还提供了上述光催化剂在光催化耦合微生物同步降解污染物中的应用。所述光催化耦合微生物同步降解污染物的方法采用光催化法对污染物进行预处理，使污染物转变为可被微生物讲解物质，然后利用微生物进行生化处理，彻底除去污染物。本专利技术可以广泛用于湖泊、海洋、城市污水或工业废水等处理领域。相比于现有技术的缺点和不足，本专利技术具有以下有益效果：(1)防水涂料尤其是聚氨酯防水涂料的存在可以软化载体骨架，载体禁摩后快速取出振动抖落多余的防水涂料可防止载体骨架交联。之后利用粉末喷涂法即可将催化剂高效并牢固的粘附在载体表面。(2)与传统催化剂负载方法溶胶-凝胶法相比，本专利技术所采用的催化剂负载方法，实现光催化剂与载体外表面的长久附着，避免脱落，进而实现光催化的长期有效。负载后光催化剂与载体德结合强度较高，因而可以反复使用而催化性能不产生明显下降。(3)与传统催化剂负载方法溶胶-凝胶法相比，本专利技术所采用的催化剂负载方法，光催化剂只负载与载体表面，减少了载体内部光催化反应材料对内部微生物的损伤，提高了污水降解效果及载体的循环使用性能。附图说明：图1：本专利技术实施例1制备的光催化剂的XRD图谱图2：实施例1对模拟污水环境的降解曲线图3：实施例2对模拟污水环境的降解曲线图4：实施例3对模拟污水环境的降解曲线图5：实施例1所制备载体的循环性曲线具体实施方式：为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，本专利技术的实施并不局限于下面的实施例，对本专利技术所做的任何形式上的变通和/或改变豆浆落入本专利技术保护范围。在本专利技术中，若非特指，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。A)实施例：实施例1：一种光催化剂负载方法，包括载体预处理、光催化剂负载、固化、后处理的步骤，具体为：A载体预处理：将质量为1g的聚氨酯海绵载体完全浸泡在防水涂料中进行预处理，随后迅速取出并振动抖落多余的防水涂料备用；B光催化剂负载：将质量为0.5g的BiOCl/Bi2WO6/Bi光催化剂粉碎成20-40目粉末后，封装在喷雾瓶中，均匀分布与载体的外表面；C固化：将步骤B中得到的载体在室温下固化30minD后处理：将步骤C中得到的载体在超纯水中超声冲洗5min，去除未固定的光催化剂即可填装到反应器使用。实施例2：一种光催化剂负载方法，包括载体预处理、光催化剂负载、固化、后处理的步骤，具体为：A载体预处理：将质量为2g的聚氨酯海绵载体完全浸泡在防水涂料中进行预处理，随后迅速取出并振动抖落多余的防水涂料备用；B光催化剂负载：将质量为2g的BiOCl/Bi2WO6/Bi光催化剂粉碎成20-40目粉末后，封装在喷雾瓶中，均匀分布与载体的外表面；C固化：将步骤B中得到的载体在室温下固化45minD后处理：将步骤C中得到的载体在超纯水中超声冲洗8min，去除未固定的光催化剂即可填装到反应器使用。实施例3：一种光催化剂负载方法，包括载体预处理、光催化剂负载、固化、后处理的步骤，具体为：A载体预处理：将质量为3g的丝瓜瓤载体完全浸泡在防水涂料中进行预处理，随后迅速取出并振动抖落多余的防水涂料备用；B光催化剂负载：将质量为4.5g的BiOCl/Bi2WO6/Bi光催化剂粉碎成20-40目粉末后，封装在喷雾瓶中，均匀分布与载体的外表面；C固化：将步骤B中得到的载体在室温下固化60minD后处理：将步骤C中得到的载体在超纯水中超声冲洗10min，去除未固定的光催化剂即可填装到反应器使用。B)性能测试：(一)光催化耦合微生物同步降解污染物测试分析：步骤一：制备可见光催化剂BiOCl/Bi2WO6/Bi：3mmol硝酸铋溶解到60mL乙二醇中，室温下搅拌30min。往上述溶液中加入3mmol氯化钾,继续搅拌30min。最后在大力搅拌下加入5mmol钨酸钠，溶液转移到高压反应釜中，180℃反应12h。冷却至室温后，用超纯水冲洗几次，然后60℃过夜干燥。步骤二：分别制备实施例1-3中负载光催化反应材料的载体。步骤三：接种微本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光催化耦合微生物同步降解污染物中催化剂的负载方法，其特征在于，包括如下步骤：/nA载体预处理：将载体浸泡在防水涂料中进行预处理，随后迅速取出并振动抖落多余的防水涂料备用；/nB光催化剂负载：将光催化剂粉碎成粉末后，均匀分布于载体的外表面，所述载体与光催化剂质量比为1：(0.3-2)；/nC固化：将步骤B中得到的载体在室温下进行固化20-80min；/nD后处理：步骤C中得到的载体在超纯水中超声冲洗5-10min，去除未固定的光催化剂即可填装到反应器中使用。/n

【技术特征摘要】
1.一种光催化耦合微生物同步降解污染物中催化剂的负载方法，其特征在于，包括如下步骤：
A载体预处理：将载体浸泡在防水涂料中进行预处理，随后迅速取出并振动抖落多余的防水涂料备用；
B光催化剂负载：将光催化剂粉碎成粉末后，均匀分布于载体的外表面，所述载体与光催化剂质量比为1：(0.3-2)；
C固化：将步骤B中得到的载体在室温下进行固化20-80min；
D后处理：步骤C中得到的载体在超纯水中超声冲洗5-10min，去除未固定的光催化剂即可填装到反应器中使用。


2.根据权利要求1所述的一种光催化剂负载方法，其特征在于步骤A中的载体选自聚氨酯海绵、丝瓜瓤中的一种或多种的混合物。


3.根据权利要求1-2任意一项所述的一种光催化剂负载方法，其特征在于步骤A中的防水涂料为聚氨酯防水涂料。


4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种光催化剂负载方法，其特征在于步骤B...

【专利技术属性】
技术研发人员：师进生，李富强，兰学芳，王丽丽，孔晓颖，
申请(专利权)人：青岛农业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37