本發(fā)明屬于非均相fenton復(fù)合氧化物光催化劑材料的制備方法,屬于環(huán)境催化與水污染處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
水是生命的基礎(chǔ),盡管地球上存在大量的水,大約有1.4×109m3,但是97%是高含鹽量的海水,僅有不到1%的淡水資源容易被人類利用。更不幸的是,水污染問題仍是目前一個(gè)普遍存在的問題。被污染的水中含有大量的不計(jì)其數(shù)的有機(jī)合成污染物,包括化學(xué)品、農(nóng)藥、染料、人類護(hù)膚品(pharmaceuticalsandpersonalcareproducts,ppcps)等,含有這些污染物的廢水每天不斷的被排入到自然水體中,不斷的被富集。而這些污染物大部分屬于難降解污染物(persistentorganicpollutants,pops),他們?cè)诠庹諚l件下具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性以及對(duì)微生物降解的抵抗性。在湖泊、河流、水庫中可以檢測(cè)到微克級(jí)的難降解有機(jī)污染物,甚至在世界各地的飲用水源中也可以檢測(cè)到。目前處理有機(jī)污染物的方法主要有吸附法、生物降解、光降解以及芬頓(fenton)催化降解法。
雖然fenton氧化技術(shù)具有效率高、操作簡(jiǎn)便和反應(yīng)完全等特性,但是在實(shí)際應(yīng)用中存在很大缺陷:(1)fenton反應(yīng)對(duì)ph值的要求很嚴(yán)格(ph﹤3),因此反應(yīng)過程中需要加入大量的酸即増大了反應(yīng)成本也增加了反應(yīng)操作難度;(2)fenton反應(yīng)過程中,當(dāng)ph值增大時(shí),會(huì)析出大量鐵泥,增加了反應(yīng)處理難度;(3)fenton試劑在反應(yīng)過程中充當(dāng)?shù)氖欠磻?yīng)劑而不是催化劑無法重復(fù)利用。
近年來,利用太陽能光催化處理廢水中難降解有機(jī)污染物引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的普遍關(guān)注。將太陽光引入fenton反應(yīng)中,形成fenton反應(yīng)體系可以進(jìn)一步提高有機(jī)污染物的去除效率。這種反應(yīng)體系具有反應(yīng)速度快,催化劑本身易回收,重復(fù)多次仍保持高效的催化活性等優(yōu)點(diǎn),因此,避免鐵離子流失造成的二次污染,減少成本。
目前,雖然公開號(hào)cn104941671a,cn104445508,cn106391030a,cn102125853a報(bào)道了以鐵酸鋅作為基底的fenton反應(yīng)的催化劑的應(yīng)用,但是其合成方法尤其在形貌控制上還比較欠缺,并且在水熱體系中制備形貌均一的球形znfe2o4/fe2o3/c3n4fenton光催化劑的制備還未見報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于制備單分散具有球形結(jié)構(gòu)的znfe2o4/fe2o3/c3n4復(fù)合光催化材料。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
將0.3g聚乙二醇(4000)溶解在50ml乙二醇溶液中,攪拌溶解后加入醋酸鋅、氯化鐵隨后向混合溶液中加入不同比例的c3n4粉末,超聲分散,最后將混合溶液轉(zhuǎn)移至60ml聚四氟內(nèi)襯中,180度水熱反應(yīng)24小時(shí),反應(yīng)后自然冷卻至室溫。
離心分離產(chǎn)物,蒸餾水、乙醇洗滌后干燥,即得到產(chǎn)物的前驅(qū)體。
將所得的產(chǎn)物在500度條件下焙燒3小時(shí)即獲得znfe2o4/fe2o3/c3n4納米球。
附圖說明:
圖1znfe2o4/fe2o3/c3n4掃描電鏡圖。
具體實(shí)施方式:下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案及效果作進(jìn)一步描述。但是,所使用的具體方法、配方和說明并不是對(duì)本發(fā)明的限制。
將0.3g聚乙二醇(4000)溶解在50ml乙二醇溶液中,之后加入0.22g醋酸鋅、0.54g氯化鐵,得到透明溶液;隨后向混合溶液中加入質(zhì)量比為20%c3n4粉末,超聲分散,最后將混合溶液轉(zhuǎn)移至60ml聚四氟內(nèi)襯中,180度水熱反應(yīng)24小時(shí),反應(yīng)后自然冷卻至室溫。離心分離產(chǎn)物,蒸餾水、乙醇洗滌后干燥,即得到產(chǎn)物的前驅(qū)體。將所得的產(chǎn)物在500度條件下焙燒3小時(shí)即獲得znfe2o4/fe2o3/c3n4納米球。
實(shí)施案例2:
將實(shí)施案例1中的c3n4質(zhì)量比添加量從5%增加到30%,其他實(shí)驗(yàn)條件同實(shí)施例1,所得到的納米球的尺寸從200nm增加到400nm。
實(shí)施例3:
干燥后的粉末以2-5。c/min的升溫速率加熱至450-500。c,空氣條件下焙燒3小時(shí)。