【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化材料，具体涉及三种催化材料的制备与应用，上述三种催化材料分别是单晶粉末催化材料znsm2moo7、含g-c3n4复合催化剂(znsm2moo7/g-c3n4催化材料)和含松皮石多孔复合催化剂(znsm2moo7/松皮石催化材料)。
技术介绍
1、由于制造业，农业等各个行业和发展领域都会产生大量工业废水。工业废水排放对环境造成的污染问题是一个严重的现实挑战。废水中含有多种有害的有机化合物。这些物质如果未经适当处理就直接排放到水体中，将对水质和水生生物造成严重影响破坏生态系统：有毒有害物质的排放破坏了水生态系统的平衡。水中的有毒物质可能会改变水体的化学成分和物理性质。这会导致水体浑浊、异色、异味，并降低水的透明度。直接或间接影响到地下水和地表水的质量，对饮用水和灌溉水资源的可用性构成威胁对水生生物造成直接毒害，破坏水中生物的繁殖、生长和发展，导致它们生病、死亡或迁移。为了解决这些问题，必须采取适当的废水处理措施，包括物理、化学和生物处理方法。
2、近年来，光催化高级氧化技术在解决工业废水中有毒有机污染物问题方面备受青睐。这种技术以光催化剂在光照下引发的高能激发态为驱动力，促使废水中的有机污染物发生降解反应。这一创新方法的优势在于高效、低毒、低成本、易合成和对环境友好。通过该技术，有害有机污染物可以被有效转化为无害物质，实现废水的净化处理。由于光催化高级氧化技术具有处理效率高、废水处理效果好、操作简单且易于控制等优势，因而被广泛应用于工业废水治理领域。
3、自从fujishma等人发现了二氧化
4、本专利技术研发了可见光响应型高催化活性的半导体氧化物单晶光催化材料znsm2moo7、znsm2moo7/g-c3n4粉末复合催化材料和znsm2moo7/松皮石多孔复合催化材料。同时利用上述三种新型催化材料和可见光高效率降解了工业废水中的典型有机污染物诺氟沙星和四环素并且可以分解水制取氢气。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种单晶粉末催化材料、含其的异质结复合催化材料及制备方法与应用。
2、本专利技术专利首次成功研发了可见光响应型且具有极高催化活性的单晶纳米催化材料znsm2moo7、znsm2moo7/g-c3n4复合催化材料和znsm2moo7/松皮石复合催化材料，同时，在可见光照射下，分别利用上述首次合成的催化材料，能够完全降解去除医药废水中的有毒有机污染物降解诺氟沙星和四环素。
3、需要说明的是，本专利技术催化剂具有良好的催化性能，单晶粉末催化剂与纳米带催化剂提高了催化剂的比表面积，促进了医药废水中有机污染物和催化剂的充分接触；复合催化材料也提高了催化剂的比表面积，进而促进了光源和医药废水中有机污染物的充分接触，极大地提高了医药废水中有机污染物的降解效率。
4、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
5、本专利技术的第一个技术目的是提供一种单晶粉末催化材料，所述单晶粉末催化材料为znsm2moo7单晶粉末催化材料。
6、本专利技术的第二个技术目的是提供所述单晶粉末催化材料的制备方法，所述制备方法为激光熔覆法、流延成型固相反应方法和自蔓延燃烧法；其中，
7、所述激光熔覆法制备，具体步骤为：
8、(1)以q235钢材为基本材料；用磨床将q235表面抹平并用丙酮溶液对基体表面进行清洗，去除油污，即得到处理后的q235钢材；
9、(2)按摩尔比zn：sm：mo＝1:2:1的比例称取粉末，然后加入球磨机后，得到混合粉末；
10、(3)用酒精将上述混合粉末调匀，然后涂覆在处理后的q235钢材基体材料表面，形成0.8mm预置层；
11、(4)预置层中的酒精在室温下挥发，待挥发干后使用为dl-hl-t5000b型横流co2激光器激光熔覆处理，激光熔覆处理参数为：激光输出功率为p＝2500w，扫描速度v＝3mm/s，光斑直径d＝4mm，制备得到单晶催化材料znsm2moo7；
12、所述流延成型固相反应方法，具体步骤为：
13、(1)按摩尔比zno：sm2o3：moo3＝1：1：1的比例称取粉末，并将其加入球磨机中，备用；
14、(2)再向球磨机中加入无水乙醇作为球磨介质，进行球磨，球料比为5：1，球磨机转速为300r/min，球磨时间5h±0.5h，然后在60℃±10℃下干燥处理，即得到混合物料；
15、(3)取上述混合物料在900℃预烧12h，然后充分研磨，再过75μm筛收集，即得到过筛粉体；
16、(4)将过筛粉体按照流延工艺进行流延成形，得到流延样品，流延工艺为用圆规刀裁取干燥后的生瓷带，层层叠加，放入模具中，施加100mpa压强，保压5min然后脱模；
17、(5)再对流延样品进行高温烧结，高温烧结过程为：2℃/min的升温速率从室温升温至200℃，再以5℃/min速率从200℃升温至600℃，保温6h脱胶，最后以8℃/min升温至1200℃，保温29h，烧结后的样品随炉冷却至室温后取出，研磨，即得到最终产物单晶催化材料znsm2moo7；
18、所述自蔓延燃烧法，具体步骤包括：
19、(1)按摩尔比zn(no3)2·4h2o：sm(no3)3·5h2o：(nh4)6mo7o24·4h2o＝7：14：1称取粉末，其中各物质的摩尔质量分别为7mmol、14mmol、1mmol并加入去离子水中，不断搅拌，形成沉淀，再持续搅拌1.5h，得到znsm2moo7溶液；
20、(2)将上述混合溶液置于恒温磁力搅拌器中，80℃下搅拌，待溶液蒸发至一半时，停止搅拌，将溶液转移至坩埚中；
21、(3)将上述坩埚置于马弗炉中，使其自蔓延燃烧，自蔓延燃烧的温度条件为：先以5℃/min的速率升温至200℃，保温0.5h，再以2℃/min的升温速率升温至400℃，保温2h；
22、(4)将燃烧后产物冷却，充分研磨后即得到znsm2moo7催化材料；其中，燃烧后的温度条件为：以10℃/min的升温速率升温至700℃，保温8h，然后自然冷却至25℃。
23、本专利技术的第三个技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种单晶粉末催化材料，其特征在于，所述单晶粉末催化材料为ZnSm2MoO7单晶粉末催化材料。
2.一种如权利要求1所述单晶粉末催化材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为激光熔覆法、流延成型固相反应方法和自蔓延燃烧法；其中，
3.一种异质结复合催化材料，其特征在于，所述异质结复合催化材料含有如权利要求1所述单晶粉末催化材料或含有如权利要求2所述方法制得的单晶粉末催化材料；所述异质结复合催化材料为ZnSm2MoO7/g-C3N4异质结复合催化材料、ZnSm2MoO7/松皮石多孔复合催化材料。
4.一种如权利要求3所述异质结复合催化材料的制备方法，其特征在于，所述异质结复合催化材料为ZnSm2MoO7/g-C3N4异质结复合催化材料，所述制备方法为水热合成方法、流变相方法；其中，
5.一种如权利要求3所述异质结复合催化材料的制备方法，其特征在于，所述异质结复合催化材料为ZnSm2MoO7/松皮石多孔复合催化材料，所述制备方法为水热合成方法、高温烧结方法；其中，
6.一种如权利要求1所述单晶粉末催化材料或如权利要求2所述
7.一种如权利要求1所述单晶粉末催化材料或如权利要求2所述方法制备的单晶粉末催化材料在分解水制取氢气中的应用。
8.一种如权利要求3所述异质结复合催化材料或如权利要求4、5所述方法制备的异质结复合催化材料在降解医药废水中有机污染物中的应用。
9.一种如权利要求3所述异质结复合催化材料或如权利要求4、5所述方法制备的异质结复合催化材料在分解水制取氢气中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种单晶粉末催化材料，其特征在于，所述单晶粉末催化材料为znsm2moo7单晶粉末催化材料。
2.一种如权利要求1所述单晶粉末催化材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为激光熔覆法、流延成型固相反应方法和自蔓延燃烧法；其中，
3.一种异质结复合催化材料，其特征在于，所述异质结复合催化材料含有如权利要求1所述单晶粉末催化材料或含有如权利要求2所述方法制得的单晶粉末催化材料；所述异质结复合催化材料为znsm2moo7/g-c3n4异质结复合催化材料、znsm2moo7/松皮石多孔复合催化材料。
4.一种如权利要求3所述异质结复合催化材料的制备方法，其特征在于，所述异质结复合催化材料为znsm2moo7/g-c3n4异质结复合催化材料，所述制备方法为水热合成方法、流变相方法；其中，<...
【专利技术属性】
技术研发人员：栾景飞，王一纯，曹煜，陈宇轩，郝亮，
申请(专利权)人：南京大学苏州高新技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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