【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污水处理，涉及一种基于二氧化钛复合光电极协同去除污水中双酚a和六价铬的方法。
技术介绍
1、目前，去除水中bpa的技术主要有生物降解法、物理吸附法和化学氧化法。虽然以上技术都取得了一定的成效，但仍面临耗时长，容易引起二次污染等问题。更重要的是，废水中bpa通过氧化矿化去除，cr(vi)通过还原为cr(iii)(微生物必需的微量元素)来降低毒性，两种不同的去除原理大大增加了同步处理的复杂性和难度。在近十几年中，包括光催化、光电催化技术在内的高级氧化技术迅速发展，通过产生活性氧物种而具有高效的反应速率、温和的实验条件，成为具有前景的水体修复方法之一。利用光催化同步去除bpa和cr(vi)的研究已有报道，通过催化剂表面产生的光生电子、空穴分别驱动氧化和还原反应。虽然光催化技术取得了一定的成效，但受限于粉末材料的形态，光生电子、空穴聚集在同一结构表面，电荷分离缺乏方向性，因此氧化还原效率受到极大影响。且催化剂的再生和回收问题一直未得到有效解决。与光催化相比，光电催化技术通过结合外电场作用，能迅速彻底分离光生电子和空穴，显著提升了光电催化反应效率。且光电反应体系中阳极、阴极空间独立存在，为bpa通过阳极高效氧化矿化、cr(vi)通过阴极高效还原消除，达到高效、协同去除而提供了更有利的条件。同时光电极材料通过处理可回收再利用，大大降低了使用成本。目前有关光电催化同步去除bpa和cr(vi)的研究报道较少，且焦点多集中在阳极材料的开发上，而阴极材料多为碳布、碳毡或金属钦板，对于阴、阳极电极材料的共同开发还尚未开始。因此，同时获得
2、以tio2为代表的半导体光催化剂具有活性高、成本低、物理化学性质稳定、无毒等优点，常用于降解有机污染物，但tio2的电子传递效率低，电子空穴复合速率快，限制了其大规模应用。过去的十几年里，人们常通过结构工程和界面工程来加速tio2的电荷转移，降低电子空穴复合率，比如金属/非金属掺杂、缺陷构造、贵金属修饰和半导体耦合等。如专利cn202110178404.x公开的一种具有三维晶面结性质的二氧化钛光电极及其制备和应用，光电极的制备过程如下：以钛网为钛源，以盐酸为形貌控制剂，以过氧化氢为氧化剂，通过气相水热方法在钛网基底上原位生长顶端{111}晶面暴露的一维直立金红石tio2纳米棒；再通过二次水热于纳米棒外生长{101}、{111}纳米锥，形成三维晶面结结构，即为fh-{111}tio2/ti目标电极。该专利电极具有较高的光电降解单一双酚a的性能，但是，tio2本身仍然受限于光响应范围有限的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了提供一种基于二氧化钛复合光电极协同去除污水中双酚a和六价铬的方法，可以显著提高光吸收效率和电荷分离转移能力，实现对水体中双酚a与六价铬污染物的高效协同氧化去除。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种基于二氧化钛复合光电极协同去除污水中双酚a和六价铬的方法，以3dbqd@tio2光电极为光阳极、3d tio2为阴极，饱和甘汞电极为参比电极构建三电极体系，以含有双酚a和/或六价铬的待处理水体作为处理对象，在氙灯等光源照射下，施加偏压，光电催化去除待处理水体中的双酚a和六价铬。
4、进一步的，所述3d tio2的制备过程为：
5、取金属钛网预处理后，置于盐酸、过氧化氢与水的混合溶液中，经过气相水热反应，得到金红石tio2纳米棒，其中，盐酸、过氧化氢与水的体积比为(4.2～5.3)：1：17，盐酸的质量分数为36～38％，过氧化氢的质量分数为30％。
6、更优选的，钛网预处理的具体过程为：水、硝酸(≥99.0％)和氢氟酸(≥38wt％)以体积比50:10:2混合得到化学抛光液，钛网浸泡30s，去离子水、乙醇依次超声3-5min。
7、将金红石tio2纳米棒置于盐酸、三氯化钛溶液和去离子水的混合溶液中，进行水热反应，再在空气气氛中进行热处理，得到具有纳米树三维结构和多重晶面结的3d tio2电极。
8、更进一步的，3d tio2制备过程中，盐酸、三氯化钛溶液与去离子水的体积比满足1:(0.2～2.4):120，盐酸的质量分数为36～38％，三氯化钛溶液的浓度为15～20wt％，水热反应的温度为80℃，时间为2～5h，热处理的温度为400～550℃，时间为1～3h。
9、进一步的，所述3d bqd@tio2光电极的制备过程为：
10、分别配制硝酸铋乙二醇溶液和偏钒酸铵水溶液，并混合均匀，加入盐酸，得到混合溶液，然后取3d tio2电极置于混合溶液中，进行水热反应，清洗烘干，得到钒酸铋量子点修饰二氧化钛复合光电极，即为3d bqd@tio2光电极。
11、更进一步的，3d bqd@tio2光电极制备过程中，硝酸铋乙二醇溶液的浓度为0.1～1.0mm，优选0.5mm，偏钒酸铵水溶液的浓度为0.1～1.0mm，优选0.5mm，且硝酸铋乙二醇溶液和偏钒酸铵水溶液的体积比为(1～1.5):1。
12、更进一步的，盐酸用量为25～150μl，优选25μl，盐酸的质量分数为36～38％。
13、更进一步的，水热反应的温度为140～200℃，优选160℃，时间为4～6h，优选5h。
14、进一步的，光电催化过程中，可以使用am 1.5g滤光片模拟太阳光谱，光源光强为50～200mw/cm2，施加偏压为+0.2～+1.0v，降解时间为0.5～2h，硫酸钠溶液浓度为0.1mol/l。
15、更进一步的，光电催化过程中，可以使用3d bqd@tio2和3d tio2分别作为阳极或者阴极，从而构建不同的光电催化体系。优选3d bqd@tio2作为光阳极，3d tio2作为阴极。
16、更进一步的，光电催化过程中，目标污染物可以为单一双酚a、单一六价铬或者共存双酚a和六价铬，三类情况污染物的浓度均为2～10mg/l，共存体系中双酚a和六价铬的浓度比例为(0.5～5)：1(此处的六价铬的质量浓度以k2cr2o7计，下同)。优选的，目标污染物为双酚a和六价铬共存。
17、本专利技术中钛网基底作为钛源，提供原位生长二氧化钛的位点，气相水热生长的均匀直立纳米棒有利于电子快速转移，二次水热纳米锥与纳米棒形成三维结构，提高电荷转移和反应传质效率。进一步水热负载的bivo4量子点因其更窄的带隙宽度，拓宽了光电极材料的光吸收范围，有效提升光吸收效率，并且形成的bivo4/tio2异质结有助于促进光生电荷快速分离，使得光生电子从bivo4转移到tio2最终通过钛网基底转移到对电极。这种3d bqd@tio2光电极在模拟太阳光下具有高效稳定的光电催化性能，在30min内对双酚a和六价铬去除率达到100％。
18、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
19、(1)以3d tio2为基底电极，其具有的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于二氧化钛复合光电极协同去除污水中双酚A和六价铬的方法，其特征在于，以3D BQD@TiO2光电极为光阳极、3D TiO2为阴极，饱和甘汞电极为参比电极构建三电极体系，以含有双酚A和/或六价铬的待处理水体作为处理对象，在光源照射下，施加偏压，光电催化协同去除待处理水体中的双酚A和六价铬。
2.根据权利要求1所述的一种基于二氧化钛复合光电极协同去除污水中双酚A和六价铬的方法，其特征在于，所述3D TiO2的制备过程为：
3.根据权利要求2所述的一种基于二氧化钛复合光电极协同去除污水中双酚A和六价铬的方法，其特征在于，3D TiO2制备过程中，盐酸、三氯化钛溶液与去离子水的体积比满足1:(0.2～2.4):120，盐酸的质量分数为36～38％，三氯化钛溶液的浓度为15～20wt％；
4.根据权利要求1所述的一种基于二氧化钛复合光电极协同去除污水中双酚A和六价铬的方法，其特征在于，所述3D BQD@TiO2光电极的制备过程为：
5.根据权利要求4所述的一种基于二氧化钛复合光电极协同去除污水中双酚A和六价铬的方法，其特征在于，3D
6.根据权利要求4所述的一种基于二氧化钛复合光电极协同去除污水中双酚A和六价铬的方法，其特征在于，水热反应的温度为140～200℃，时间为4～6h。
7.根据权利要求1所述的一种基于二氧化钛复合光电极协同去除污水中双酚A和六价铬的方法，其特征在于，光电催化过程中，待处理水体中还含有浓度为0.1～0.4mol/L的硫酸钠。
8.根据权利要求1所述的一种基于二氧化钛复合光电极协同去除污水中双酚A和六价铬的方法，其特征在于，待处理水体中，当双酚A和六价铬共存时，两者的总浓度为2～10mg/L，双酚A与六价铬的浓度比例为(0.5～5):1。
9.根据权利要求1所述的一种基于二氧化钛复合光电极协同去除污水中双酚A和六价铬的方法，其特征在于，待处理水体中，当含有单一双酚A时，其浓度为2～10mg/L；
10.根据权利要求1所述的一种基于二氧化钛复合光电极协同去除污水中双酚A和六价铬的方法，其特征在于，光电催化过程中，光源光强为50～200mW/cm2，施加偏压为+0.2～+1.0V，降解时间为0.5～2h。
...【技术特征摘要】
1.一种基于二氧化钛复合光电极协同去除污水中双酚a和六价铬的方法，其特征在于，以3d bqd@tio2光电极为光阳极、3d tio2为阴极，饱和甘汞电极为参比电极构建三电极体系，以含有双酚a和/或六价铬的待处理水体作为处理对象，在光源照射下，施加偏压，光电催化协同去除待处理水体中的双酚a和六价铬。
2.根据权利要求1所述的一种基于二氧化钛复合光电极协同去除污水中双酚a和六价铬的方法，其特征在于，所述3d tio2的制备过程为：
3.根据权利要求2所述的一种基于二氧化钛复合光电极协同去除污水中双酚a和六价铬的方法，其特征在于，3d tio2制备过程中，盐酸、三氯化钛溶液与去离子水的体积比满足1:(0.2～2.4):120，盐酸的质量分数为36～38％，三氯化钛溶液的浓度为15～20wt％；
4.根据权利要求1所述的一种基于二氧化钛复合光电极协同去除污水中双酚a和六价铬的方法，其特征在于，所述3d bqd@tio2光电极的制备过程为：
5.根据权利要求4所述的一种基于二氧化钛复合光电极协同去除污水中双酚a和六价铬的方法，其特征在于，3d bqd@tio2光电极制备过程中，硝酸铋乙二醇溶液的浓度为0.1～1.0mm，偏...
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