The invention provides a photoelectric coupling method for promoting the decomposition and purification of perfluorinated compounds, belonging to the technical field of perfluorinated compound treatment and energy saving and resource utilization. Carbon nanosheets/g_C3N4/BiWO6 were prepared, and catalytic electrodes were prepared by immobilizing silica sol on stainless steel mesh. The coupling system of photocatalysis and electrocatalysis was constructed by connecting circuit. The degradation and purification of perfluorooctanoic acid were realized under the action of photocatalysis, electrocatalysis, dark adsorption and photocatalysis respectively. The effect of perfluorooctanoic acid degradation under different pH conditions was affected by the system. Effects of aeration and non-aeration on perfluorooctanoic acid degradation. The synergistic effect of photocatalytic technology and electrocatalytic technology greatly improves the degradation performance of photoelectric catalysis.
【技术实现步骤摘要】
光电耦合促进全氟化合物分解净化的方法
本专利技术属于全氟化合物处理与节能资源化
,涉及碳纳米片/g-C3N4/BiWO6纳米复合催化剂的制备,及其光电催化协同作用,分解净化污染物且产生电能,提升对全氟化合物的降解效率与产电能力。
技术介绍
全氟化合物被广泛地应用于工业生产和生活消费领域。由于制造、使用和处置过程中的直接或间接排放,其可在全球范围内不同的环境介质中检出。全氟化合物具有较强生物毒性的环境污染物,主要表现为神经行为毒性、器官毒性、生殖毒性、遗传毒性和致癌性。尤其是其代表性化合物全氟辛酸,若处理不当,会严重污染环境,危害人类及全球生态系统。不同的净化方法(物理去除技术、化学去除技术和生物去除技术),在能够发挥净化作用的同时都存在着各自的局限性。所以寻求一种有效且高效的处理方法十分必要。光电催化技术结合了电解和催化两种过程,可延长光生电子和空穴的寿命,减少电子和空穴的复合速率,极大增强了光催化的活性,从而可彻底去除污染物或分解为有用物质。其中,光催化剂是光电催化技术的关键。Bi2WO6作为一种优良的可见光驱动光催化剂,具有窄带隙和合适的能带位置(Eg=0.58-3.30eV)。由于双卤素夹层的[Bi2O2]2+和WO6八面体纳米片互相重叠而形成的交替层状结构,使其具有较大的内部电场和不对称的极化效应,表现出优异的可见光催化活性,从而有助于电子-空穴分离。石墨氮化碳(g-C3N4)是一种不含金属的聚合物半导体,由于其良好的热化学稳定性,电子和光学特性,廉价和无毒性,在光催化领域有很大的应用。由于g-C3N4的CB电位足够负(-1.12eV),其表 ...
【技术保护点】
1.一种光电耦合促进全氟化合物分解净化的方法,其特征在于,步骤如下:(1)制备碳纳米片/g‑C3N4/BiWO6复合物:根据改进的Hummers方法制备GO,待用;将过期面粉和KOH在80℃温度条件下添加到去离子水中搅拌混合10分钟,控制过期面粉和KOH的质量比为1:1~2,过期面粉在混合体系中的浓度为10~15mg/ml;再添加GO,并在相同温度下继续搅拌1.5~3小时,控制KOH与GO的质量比为65~70:1,待混合溶液冷却至20~30℃,加入尿素,控制KOH与尿素的质量比为1~3:1,继续搅拌0.5~2小时;通过冷冻干燥获得混合物;将冷冻干燥的混合物在550~700℃下活化3~5小时;将得到的产物用稀盐酸处理,用去离子水中和,然后冷冻干燥过夜,得到碳纳米片;将三聚氰胺在真空管式炉中以500~600℃加热3~5小时,加热后的产物在480~550℃温度条件下加热1.5~3小时,得到g‑C3N4;(2)将十六烷基三甲基溴化铵、Na2WO4·2H2O和Bi(NO3)·5H2O加入到去离子水中,十六烷基三甲基溴化铵、Na2WO4·2H2O和Bi(NO3)·5H2O三者的质量比为1:6~7: ...
【技术特征摘要】
1.一种光电耦合促进全氟化合物分解净化的方法,其特征在于,步骤如下:(1)制备碳纳米片/g-C3N4/BiWO6复合物:根据改进的Hummers方法制备GO,待用;将过期面粉和KOH在80℃温度条件下添加到去离子水中搅拌混合10分钟,控制过期面粉和KOH的质量比为1:1~2,过期面粉在混合体系中的浓度为10~15mg/ml;再添加GO,并在相同温度下继续搅拌1.5~3小时,控制KOH与GO的质量比为65~70:1,待混合溶液冷却至20~30℃,加入尿素,控制KOH与尿素的质量比为1~3:1,继续搅拌0.5~2小时;通过冷冻干燥获得混合物;将冷冻干燥的混合物在550~700℃下活化3~5小时;将得到的产物用稀盐酸处理,用去离子水中和,然后冷冻干燥过夜,得到碳纳米片;将三聚氰胺在真空管式炉中以500~600℃加热3~5小时,加热后的产物在480~550℃温度条件下加热1.5~3小时,得到g-C3N4;(2)将十六烷基三甲基溴化铵、Na2WO4·2H2O和Bi(NO3)·5H2O加入到去离子水中,十六烷基三甲基溴化铵、Na2WO4·2H2O和Bi(NO3)·5H2O三者的质量比为1:6~7:...
【专利技术属性】
技术研发人员:柳丽芬,石朋,张旭,
申请(专利权)人:大连理工大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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