一种用于处理油田废液的Ag-Bi固溶体复合光催化剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于处理油田废液的Ag‑Bi固溶体复合光催化剂的制备方法，步骤如下：S1、将含铋化合物溶于乙二醇中，得溶液A；将含溴化合物和含氯化合物溶于另一份乙二醇中，得溶液B；S2、将溶液B逐滴加入到溶液A中，混合均匀，然后将混合液升温至140～180℃，恒温反应14～18h，得到BiOCl

A preparation method of Ag Bi solid solution composite photocatalyst for treating oilfield waste liquid

【技术实现步骤摘要】
一种用于处理油田废液的Ag-Bi固溶体复合光催化剂的制备方法
本专利技术涉及光催化
，特别是一种用于光催化氧化压裂返排液中丙烯酰胺的可见光响应的Ag-AgCl0.5Br0.5/BiOCl0.5Br0.5复合光催化剂的制备方法。
技术介绍
在油田生产过程中，由于底层的非均质性，常产生水浸问题，需要进行堵水，即改变水在地层中的渗流状态，以达到减少油田产水、保持地层能量、提高油田最终采收率的目的。丙烯酰胺类化学堵水剂具有对油和水的渗透能力的选择性，对油的渗透性降低最高可超过10％，而对水的渗透性减少可超过90％。在提高油田效益的同时，油田排放的处理液也带来了技术难题。压裂返排液成分复杂，含有多种有机添加剂，具有高COD值、高黏度、高浊度、高稳定性等特点。如果将压裂返排液直接排放或回注地层，将会对地下环境和自然环境造成严重的污染，这与我国实施的绿色技术背道而驰。为了满足绿色经济的要求，一种环境友好的处理压裂返排液技术是油田持续开采的核心技术。光催化氧化法是一种高级氧化化学法，它是一种环境友好的处理技术，其是指半导体光催化剂可直接利用太阳能，把光能转化为化学能来促进化合物的降解。其作用机理是通过在半导体催化剂在光照作用下产生活性极强的活性氧物种，活性氧物种几乎能无选择性地将返排液中难降解的有机污染物氧化降解成无毒或低毒的小分子物质，甚至直接矿化为二氧化碳和水及其它小分子羧酸，达到无害化目的。该技术具有无选择性、氧化能力强、反应速度快、处理效率高，无二次污染等优点。光催化技术独特的优点使得它在处理页岩气的压裂返排液有着巨大的应用前景，而光催化剂是光催化技术的纽枢，研制新型的光催化剂是光催化技术的核心技术。随着光催化技术的发展，继最经典的二氧化钛催化剂之后，一系列新型的光催化剂铋基、银基、磷基等被报道。在催化剂的研制过程中，固溶体催化剂博的研究者的眼球。固溶体是指类质同象的晶体能生成均匀的、组分可变的类似溶液一样的物质。固溶体是一种有效的改变半导体电子结构和能带结构的方法，其由半径相近、晶体结构相同、具有不同的宽禁带和窄禁带的两种半导体形成。当这两种物质形成固溶体时，半导体材料的结构不会发生改变，但由于组成元素发生了改变从而导致半导体电子结构发生变化。卤化氧铋是一种新型的铋基半导体材料，具有无毒、廉价、氧化还原能力强、化学性质稳定和抗光腐蚀等特性。卤化银基光催化剂也是一种新型的半导体材料，其活性高，单质银具有高效的等离子体效应。基于卤化氧铋基和卤化银基光催化的优点，同时这两类光催化剂中的卤原子满足形成固溶体的条件，从而一系列的固溶卤化氧铋系和固溶卤化银催化剂被研制出来。现有文献中报道的卤氧化铋固溶体催化剂和卤化银固溶体催化剂比单体具有更强的性能，但其对太阳能的利用并不很理想，催化性能还有待提高，所以需要进一步对它们进行改性研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于处理油田废液的Ag-Bi固溶体复合光催化剂Ag-AgCl0.5Br0.5/BiOCl0.5Br0.5的制备方法。本专利技术提供的Ag-AgCl0.5Br0.5/BiOCl0.5Br0.5复合固溶光催化剂的制备方法，步骤如下：S1、将含铋化合物溶于乙二醇中，得溶液A；将含溴化合物和含氯化合物按照摩尔比Br：Cl＝1：1溶于另一份乙二醇中，得溶液B；其中，含溴化合物、含氯化合物和含铋化合物的物质的量相等；溶液A中，含铋化合物的浓度是0.07～0.2mol/L；溶液B中，含溴化合物和含氯化合物的浓度相同，取值范围0.08-0.2mol/L。S2、将溶液B逐滴加入到溶液A中，搅拌20～100min，混合均匀，然后将混合液升温至140～180℃，恒温反应14～18h，用无水乙醇清洗产物，在60～80℃干燥5～24h，得到BiOCl0.5Br0.5。S3、将BiOCl0.5Br0.5加入蒸馏水中，搅拌30min使其溶解完全，然后加入含银化合物，常温搅拌20～100min，BiOCl0.5Br0.5与含银化合物的摩尔比是2:1，得到溶液C；溶液C中，BiOCl0.5Br0.5浓度是0.04-0.1mol/L，含银化合物浓度是0.02～0.05mol/L。含银化合物优选硝酸银。S4、另取含氯化合物和含溴化合物溶于蒸馏水中，得到溶液D，其中，含氯化合物与含银化合物摩尔比1:1，含溴化合物与含银化合物摩尔比0.5:1，溶液D中含氯化合物浓度是0.02～0.05mol/L；含溴化合物浓度是0.01～0.025mol/L。将溶液D加入溶液C中，避光搅拌1～3h，离心，干燥温度为50～70℃，干燥时间8～16h，得到AgCl0.5Br0.5/BiOCl0.5Br0.5；S5、将AgCl0.5Br0.5/BiOCl0.5Br0.5溶于蒸馏水中，在全波长氙灯下照射0.5-2h，离心后干燥，得到Ag-AgCl0.5Br0.5/BiOCl0.5Br0.5复合光催化剂。优选的是，所述含铋化合物是五水硝酸铋；含溴化合物是溴化钾或溴化钠；含氯化合物是氯化钾或氯化钠。优选的是，所述步骤S5可以按如下方式进行：将0.2～0.5g的AgCl0.5Br0.5/BiOCl0.5Br0.5溶于20～50mL蒸馏水中，在全波长氙灯下照射0.5-2h，离心，然后50～70℃干燥8～16h，得到Ag-AgCl0.5Br0.5/BiOCl0.5Br0.5复合光催化剂。上述方法制备的Ag-AgCl0.5Br0.5/BiOCl0.5Br0.5复合光催化剂用于可见光下催化氧化压裂返排液中的丙烯酰胺。与现有技术相比，本专利技术的有益之处在于：其一、本专利技术制备的Ag-AgCl0.5Br0.5/BiOCl0.5Br0.5复合固溶体光催化剂的催化活性优于Ag-AgCl0.5Br0.5、BiOCl0.5Br0.5单体的光催化活性。所制备的光催化剂能在可见光下激发出更多光生电子，电子-空穴复合率降低，光催化活性明显提高，特别是氧化丙烯酰胺有很高的活性，而且制备方法简单、条件温和，达到降低成本、简化生产流程的目的，可应用于氧化压裂返排液中的丙烯酰胺。其二、本专利技术采用无毒组分，减少了对人体健康和生态环境的危害，优化了该类光催化剂的制备工艺，达到了降低成本、简化生产流程的目的。本专利技术制备得到的光催化剂不需要添加其他化学试剂以及其他的制备后处理，方法简单。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1是实施例1制备的Ag-AgCl0.5Br0.5/BiOCl0.5Br0.5复合固溶体光催化剂、Ag-AgCl0.5Br0.5、BiOCl0.5Br0.5的XRD谱图，b是图a的局部放大图。图2是实施例1制备的Ag-AgCl0.5Br0.5/BiOCl0.5Br0.5复合固溶体光催化剂的TEM谱图。图3是实施例1制备的Ag-AgCl0.5Br0.5/BiOCl0.5Br0.5复合固溶体光催化剂、Ag-AgCl0.5Br0.5、Bi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理油田废液的Ag-Bi固溶体复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、将含铋化合物溶于乙二醇中，得溶液A；将与含铋化合物等摩尔量的含溴化合物和含氯化合物溶于另一份乙二醇中，得溶液B；/nS2、将溶液B逐滴加入到溶液A中，混合均匀，然后将混合液升温至140～180℃，恒温反应14～18h，得到BiOCl

【技术特征摘要】
1.一种用于处理油田废液的Ag-Bi固溶体复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将含铋化合物溶于乙二醇中，得溶液A；将与含铋化合物等摩尔量的含溴化合物和含氯化合物溶于另一份乙二醇中，得溶液B；
S2、将溶液B逐滴加入到溶液A中，混合均匀，然后将混合液升温至140～180℃，恒温反应14～18h，得到BiOCl0.5Br0.5；
S3、将BiOCl0.5Br0.5溶于蒸馏水中，然后加入含银化合物，常温搅拌20～100min，BiOCl0.5Br0.5与含银化合物的摩尔比是2:1，得到溶液C；
S4、另取含氯化合物和含溴化合物溶于蒸馏水中，得到溶液D，其中，含氯化合物与含银化合物摩尔比1:1，含溴化合物与含银化合物摩尔比0.5:1，将溶液D加入溶液C中，避光搅拌1～3h，离心，干燥，得到AgCl0.5Br0.5/BiOCl0.5Br0.5；
S5、将AgCl0.5Br0.5/BiOCl0.5Br0.5溶于蒸馏水中，在全波长氙灯下照射0.5-2h，离心后干燥，得到Ag-AgCl0.5Br0.5/BiOCl0.5Br0.5复合光催化剂。


2.如权利要求1所述的用于处理油田废液的Ag-Bi固溶体复合光催化剂的制备方法，其特征在于，溶液A中，含铋化合物的浓度是0.07～0.2mol/L；溶液B中，含溴化合物和含氯化合物的浓度相同，取值范围0.08-0.2mol/L。


3.如权利要求2所述的用于处理油田废液的Ag-Bi固溶体复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述含铋化合物是五水硝酸铋；含溴化合物是溴化钾或溴化钠；含氯化合物是氯化钾或氯化钠。


4.如权利要求1所述的用于处理油田废液的Ag-Bi固溶体复合光...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭，杨萍，刘卫华，张瀛，王均，焦国盈，梁兵，杨博，于希南，吴俊霖，侯昆朋，张浩，邱东灵，王庆凯，赵天贻，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：发明
国别省市：重庆;50