一种光催化剂及其在动力电池光催化环保处理中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种光催化剂及其在动力电池光催化环保处理中的应用，所述光催化剂是由Ag‑TaON负载在空心玻璃微珠上得到；所述Ag‑TaON和空心玻璃微珠的质量比为1:(5‑10)。本发明专利技术采用Ag‑TaON和空心玻璃微珠进行复合，空心玻璃微珠对光有更好的透过性，不会造成催化剂之间的相互遮挡，这使得反应器内部填充的光催化剂被充分激发，能有效提高光的利用率，从而提高光催化剂的催化转化效率。

【技术实现步骤摘要】
一种光催化剂及其在动力电池光催化环保处理中的应用
本专利技术属于催化剂领域，具体涉及一种光催化剂及其在动力电池光催化环保处理中的应用。
技术介绍
锂电池电解液是电池中离子传输的载体。一般由锂盐和有机溶剂组成。电解液在锂电池的正、负极之间起到传导离子的作用。电解液由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐和必要的添加剂等原料，在一定条件下、按一定比例配制而成。锂电池电解液为电解质溶于有机溶剂的液体。电解质通常为高氯酸锂、六氟磷酸锂等。有机溶剂通常为碳酸酯类液态有机物。电解液为有机易挥发性液体，而且有明显的腐蚀性，长时间吸入会对呼吸道产生严重损害。锂离子电池回收处理时须收集妥善处理，严格控制电解液的挥发逸散，避免对人体健康和生态环境造成危害。传统处理电解液的方法是将锂离子电池置于热解炉中，使电解液与其他有机物同时被热解。然而，传统的回收方式，如《一种锂电池无氧裂解回收分选工艺》(CN201810712762.2)，不能单独处理电解液，热解时隔膜也一并被热解去除导致隔膜不能有效回收，资源回收率低，局限性明显。使用目前的催化剂去催化降解电解液还存在催化转化效率低、催化剂成本高和降解率低的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种光催化剂及其在动力电池光催化环保处理中的应用，本专利技术制备的动力电池光催化剂采用TaON和空心玻璃微珠进行复合，空心玻璃微珠对光有更好的透过性，不会造成催化剂之间的相互遮挡，这使得反应器内部填充的光催化剂能被充分激发，能有效提高光的利用率，从而提高催化转化效率。为了实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种光催化剂，是由Ag-TaON负载在空心玻璃微珠上得到；所述Ag-TaON和空心玻璃微珠的质量比为1:(5-10)。优选地，所述空心玻璃微珠的粒径为10μm-10mm。优选地，所述空心玻璃微珠的化学组成按质量比为：45-90％SiO2、5-50％Al2O3、4-10％K2O、1-10％CaO和0-12％B2O3。一种光催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将TaON研磨成粉末，再分散在溶剂中，加入可溶性银盐搅拌，光照，离心，洗涤，即得Ag-TaON催化剂；(2)将Ag-TaON催化剂分散在三聚磷酸钠溶液中，加入空心玻璃微珠，搅拌，烘干，烧结，得到Ag-TaON负载在空心玻璃微珠表面上的所述光催化剂。优选地，步骤(1)中所述溶剂为水和甲醇；所述TaON、水和甲醇的质量比为1：(20-60)：(15-40)。优选地，步骤(1)中所述可溶性银盐为AgNO3溶液。更优选地，所述AgNO3溶液的浓度为0.5-1mol·L-1。优选地，步骤(1)中所述光照使用的是高压汞灯，气氛为氮气氛围，时间为10-30min。优选地，步骤(2)中所述三聚磷酸钠溶液的浓度为0.1-1mol·L-1。优选地，步骤(2)中所述搅拌的转速为400-800r/min，时间为20-60min。优选地，步骤(2)所述烧结的温度为200℃-300℃，气氛为氮气气氛，时间为1-2小时。优选地，所述TaON是由以下步骤制备得到：(1)将钽箔进行预处理；(2)降温，通入惰性气体，再通入反应气A，升温，保温反应，得到Ta2O5；(3)降温，通入惰性气体，再通入反应气B，升温，保温反应，得到TaON；步骤(2)中所述反应气A为O2和N2的混合气；步骤(3)中所述反应气B为NH3和N2的混合气。优选地，步骤(1)所述预处理的具体过程：将盛有钽箔的刚玉瓷舟推入管式炉的中间加热区段，用法兰密闭，常温下以2-30mL·min-1的流速通入惰性气体20-120min；再切换气路以2-30mL·min-1的流速通入预处理气，再以2-8℃·min-1的速率升温至250℃-350℃，保温30-150min。更优选地，所述预处理气为H2和N2的混合气；所述H2浓度为5％-10％。优选地，步骤(2)和步骤(3)中所述降温是将温度降至常温。优选地，步骤(2)和步骤(3)中所述惰性气体为纯N2、Ar或He中的至少一种。优选地，步骤(2)和步骤(3)中所述通入惰性气体的流速为2-30mL·min-1，时间为20-120min。优选地，所述O2的浓度为5％-10％。优选地，步骤(2)中所述通入反应气A的流速为2-30mL·min-1。优选地，步骤(2)中所述升温的温度为500℃-600℃，升温的速率为2-8℃·min-1。优选地，步骤(2)中所述保温反应的时间为30-150min。优选地，所述NH3浓度为5％-10％。优选地，步骤(3)中所述通入反应气A的流速为2-30mL·min-1。优选地，步骤(3)中所述升温的温度为800℃-900℃，升温的速率为2-8℃·min-1。优选地，步骤(3)中所述保温反应的时间为180-300min。一种动力电池的光催化环保处理方法，包括以下步骤：(1)将废旧锂电池拆解，热解，得到夹杂电解液的气体；(2)将夹杂电解液的气体通入清洗液，再通入装有光催化剂的反应器中，用光源照射进行光催化，降解为CO2和H2O。优选地，步骤(2)中所述清洗液为NaOH、Ca(OH)2或KOH中的至少一种。优选地，步骤(2)中所述清洗液的浓度为0.1-1mol·L-1。优选地，步骤(2)中所述光源为紫外光。装有光催化剂的反应器安装在厂房屋顶目的是采光，太阳光能激发催化剂产生光生电荷从而进行催化氧化作用，将聚乙烯和聚丙烯等材料裂解成小分子。优选地，步骤(2)中所述反应器的装载率为30％-100％。有益效果1.本专利技术采用Ag-TaON和空心玻璃微珠进行复合，空心玻璃微珠对光有更好的透过性，不会造成催化剂之间的相互遮挡，这使得反应器内部填充的光催化剂能被充分激发，能有效提高光的利用率，从而提高光催化剂的催化转化效率。2.本专利技术的催化剂采用光沉积的方式与Ag结合，相比于传统化学还原法，能得到更小的Ag颗粒，使Ag有着更大的分散度，提高了原子利用率，减少了Ag的用量，催化剂成本更低。3.本专利技术采用Ag-TaON作为光催化剂，TaON光响应范围能覆盖部分可见光，Ag的引入能起到富集电子作用，Ag-TaON催化剂能在可见光的作用下进行光催化反应。4.本专利技术采用Ag-TaON作为光催化剂，采用光催化技术对电解液进行降解，电解液经过碱液除氟后通入光催化反应器，在光催化的作用下直接将电解液中的有机物催化氧化成CO2和H2O，处理过程无需外加其他药剂，处理过程环保、安全、低成本，处理后的尾气无毒无害，可直接排放。附图说明图1为本专利技术的实施例2中Ag-TaON粉末的SEM图；图2为本专利技术的实施例2制备的光催化剂的SEM图；图3为本专利技术的实施例2中Ag-TaON粉末的XRD图。具体实施方式为了让本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光催化剂，其特征在于，是由Ag-TaON负载在空心玻璃微珠上得到；所述Ag-TaON和空心玻璃微珠的质量比为1:(5-10)。/n

【技术特征摘要】
1.一种光催化剂，其特征在于，是由Ag-TaON负载在空心玻璃微珠上得到；所述Ag-TaON和空心玻璃微珠的质量比为1:(5-10)。


2.根据权利要求1所述的光催化剂，其特征在于，所述空心玻璃微珠的粒径为10μm-10mm。


3.权利要求1或2任一项所述的光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将TaON研磨成粉末，再分散在溶剂中，加入可溶性银盐搅拌，光照，离心，洗涤，即得Ag-TaON催化剂；
(2)将Ag-TaON催化剂分散在三聚磷酸钠溶液中，加入空心玻璃微珠，搅拌，烧结，得到Ag-TaON负载在空心玻璃微珠上的所述光催化剂。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述溶剂为水和甲醇；所述TaON、水和甲醇的质量比为1：(20-60)：(15-40)；所述可溶性银盐为AgNO3溶液。


5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述烧结的温度为200℃-300℃，气氛为氮气气氛，时间为1-2小时。


6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述TaON是由以下步骤制备得到：
(1)将钽箔进行预处理；
(2)降温，通入惰性气体，再通入反应气A，升温，保温反应，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：余海军，彭挺，谢英豪，张学梅，
申请(专利权)人：广东邦普循环科技有限公司，湖南邦普循环科技有限公司，湖南邦普汽车循环有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44