【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压电光催化除藻，具体涉及一种压电型复合光催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、水资源是人类赖以生存的重要资源，也是国民经济和社会发展的重要自然资源。目前，水体的富营养化导致藻类大量滋生，由此引发的藻华是当今水体保护中的重要研究内容和环境治理的重难点之一，急需新的技术突破。水体富营养化导致的藻华的危害不仅在于会导致其他水体生物大量死亡和水体恶臭，某些藻类产生的藻毒素也会对人类健康造成巨大的危害。
2、目前，关于藻类的治理的常规技术主要有物理、化学和生物三种方式。其中，物理方式主要利用特定的设备进行藻类的分离和打捞，从而通过机械的方式大面积的处理藻类，但这种方式对水体的面积限制较大，而且操作实施效率低下，难以从根本上阻断藻类的繁殖；化学方式主要通过投放化学药品和絮凝剂来进行快速杀藻，但在快速杀藻的同时，可能会对水体带来其他的毒副作用；生物方式主要通过放养滤食性鱼类或其他水生植物，建立新的生态平衡系统，但这种方式存在周期长、效率低的问题。
3、通过光催化技术进行除藻是目前治理藻类污染的研究重点之一，现有技术中，研究者们通过氧化石墨烯或碳纳米管等纳米材料制备除藻剂，这类技术中除了氧化石墨烯或碳纳米管外还引入了其他外源性物质，会造成成本高和环境二次污染的问题，此外，这些除藻剂还存在除藻效率低、稳定性差、难以回收利用等问题。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种压电型复合光催化剂及其制备方法与应用，以解决现有除藻剂成本高、
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、一种压电型复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)t-batio3的制备：取立方相钛酸钡于进行热处理，冷却后研磨，制得t-batio3纳米颗粒；
5、(2)t-batio3/ag3po4的合成：将步骤(1)制得的t-batio3纳米颗粒分散于去离子水中，超声处理后加入银离子盐，避光搅拌，然后加入磷酸氢根离子盐水溶液，继续搅拌，洗涤后将沉淀物干燥，制得；
6、(3)压电型t-bto/ap-pvdf复合光催化剂的合成：取pvdf粉末溶于有机溶剂，水浴加热同时进行搅拌，待粉末完全溶解后加入步骤(2)制得的t-batio3/ag3po4，然后避光搅拌，加入nacl颗粒，继续搅拌，混合均匀，干燥后置于去离子水中充分洗涤，再次干燥，制得。
7、进一步地，步骤(1)中热处理的方式为：在700-900℃的空气气氛中加热8-12h，升温速率为8-10℃/min。
8、进一步地，步骤(2)中t-batio3纳米颗粒、去离子水、银离子盐和磷酸氢根离子盐水溶液的质量体积比为1.8-2.5g：40-60ml：2-3g：40-60ml。
9、进一步地，银离子盐包括agno3；磷酸氢根离子溶液包括na2hpo4·12h2o溶液，浓度为0.04-0.05g/ml。
10、进一步地，为分析纯，无需做任何稀释处理。
11、进一步地，步骤(2)中超声处理的时间为5-15min；避光搅拌的时间为20-40min；继续搅拌的时间为50-70min；干燥的温度为50-70℃，时间为10-15h。
12、进一步地，步骤(3)中有机溶剂包括n,n-二甲基甲酰胺。
13、进一步地，n,n-二甲基甲酰胺的质量浓度为95％-99.8％。
14、进一步地，步骤(3)中pvdf粉末、有机溶剂、t-batio3/ag3po4和nacl颗粒的质量体积比为0.4-0.6g：8-12ml：0.1-1.0g：0.4-0.6g。
15、进一步地，步骤(3)中水浴加热的温度为60-80℃；避光搅拌的时间为10-20min；继续搅拌的时间为5-15min；干燥和再次干燥的温度均为50-60℃，去离子水中搅拌的时间为15-20min，并在搅拌期间重复换水6-8次。
16、采用上述的制备方法制得的压电型t-bto/ap-pvdf复合光催化剂。
17、一种除藻的方法，使用上述的压电型t-bto/ap-pvdf复合光催化剂进行除藻。
18、进一步地，在除藻的过程中采用超声的方式进行辅助除藻。
19、本专利技术具有以下有益效果：
20、(1)本专利技术制得的压电型t-bto/ap-pvdf复合光催化剂在压电光催化过程中，由于压电材料在应力下的非中心对称晶体结构产生的偶极矩叠加，t-bto/ap-pvdf内部会产生压电极化电荷。压电极化电荷不会被t-batio3和ag3po4的自由载流子完全屏蔽，负载材料的内部会产生强大的内建电场，在其作用下光生电子空穴对能够得到更有效的分离。因此t-bto/ap-pvdf表现出优异的压电辅助光催化去除铜绿微囊藻的性能。
21、(2)本专利技术制得的压电型t-bto/ap-pvdf复合光催化剂在压电光催化条件下，t-bto/ap-pvdf具备优异的催化性能，能够产生大量的·o2-和·oh作用于藻细胞。此外，t-bto/ap-pvdf复合块表面亲水且有一定的孔隙，能够很好地与藻细胞接触，因此所产生的ros能够有效作用于藻细胞，发生相应的氧化还原反应。由于·o2-和·oh对藻细胞的持续作用，藻细胞的生理结构被破坏，如抗氧化系统崩溃，细胞膜破损，从而导致藻细胞无法进行光合作用和正常的生理代谢，最终导致藻细胞死亡。
22、(3)本专利技术制得的压电型t-bto/ap-pvdf复合光催化剂还能在压电光催化体系下降解藻细胞死亡所释放的有机物，有效避免了对水生环境造成潜在的二次污染。
23、(4)本专利技术制得的压电型t-bto/ap-pvdf复合光催化剂经过实验证明五次循环后仍能保持较高的除藻效率且结构未被破坏，具备优异的可回收性能和稳定性，能有效缓解蓝藻水华频发和反复暴发的问题，能够被广泛应用于实际。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种压电型复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的压电型复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中热处理的方式为：在700-900℃的空气气氛中加热8-12h，升温速率为8-10℃/min。
3.根据权利要求1所述的压电型复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中T-BaTiO3纳米颗粒、去离子水、银离子盐和磷酸氢根离子盐水溶液的质量体积比为1.8-2.5g：40-60mL：2-3g：40-60mL；所述银离子盐包括AgNO3；所述磷酸氢根离子盐水溶液包括Na2HPO4·12H2O溶液，浓度为0.04-0.05g/mL。
4.根据权利要求1所述的压电型复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中超声处理的时间为5-15min；避光搅拌的时间为20-40min；继续搅拌的时间为50-70min；干燥的温度为50-70℃，时间为10-15h。
5.根据权利要求1所述的压电型复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺。
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。