[发明专利]一种光催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种光催化剂，其特征在于：是一种负载有铁离子的介孔沸石材料，且所述铁离子是位于介孔沸石的骨架位置和/或介孔孔道中。

2.根据权利要求1所述的光催化剂，其特征在于：所述的介孔沸石为ZSM介孔沸石、β沸石或Y沸石。

3.一种权利要求1所述的光催化剂的制备方法，其特征在于：采用离子交换法或原位掺杂法将铁离子负载到介孔沸石的骨架和/或介孔孔道中。

4.根据权利要求3所述的光催化剂的制备方法，其特征在于，采用离子交换法负载铁离子的工艺，包括如下具体步骤：将介孔沸石分散于水溶性无机铁盐的水溶液中，在60～90℃反复进行离子交换反应；离子交换结束，进行焙烧，以除去体系中的无机盐。

5.根据权利要求4所述的光催化剂的制备方法，其特征在于：所述的水溶性无机铁盐为硝酸铁、磷酸铁、硫酸铁或氯化铁。

6.根据权利要求4所述的光催化剂的制备方法，其特征在于：所述的水溶性无机铁盐水溶液的摩尔浓度为0.1～0.4mol/L。

7.根据权利要求4所述的光催化剂的制备方法，其特征在于：所述介孔沸石在溶液中的质量浓度为0.01～0.05g/mL。

8.根据权利要求4所述的光催化剂的制备方法，其特征在于：所述离子交换反应反复进行2～4次，每次交换时间为5～10小时。

9.根据权利要求4所述的光催化剂的制备方法，其特征在于：所述焙烧温度为550～700℃。

10.根据权利要求3所述的光催化剂的制备方法，其特征在于，采用原位掺杂法负载铁离子的工艺，包括如下具体步骤：在制备介孔沸石时，将水溶性无机铁盐与硅源、铝源一起配制成混合水溶液，然后进行介孔沸石的余下制备步骤。

11.根据权利要求10所述的光催化剂的制备方法，其特征在于：混合水溶液中的Fe/Al的摩尔比为1∶1～2∶1。

12.一种权利要求1所述的光催化剂的应用，其特征在于：用于含有机染料的废水处理。

13.根据权利要求12所述的光催化剂的应用，其特征在于：用于脱色、降解及矿化处理废水中的有机染料。

14.根据权利要求12所述的光催化剂的应用，其特征在于，处理工艺包括如下步骤：将所述的光催化剂加入到废水中，调节溶液的pH值为5～7，搅拌，使达到饱和吸附，然后加入双氧水溶液，在紫外光或太阳光照射下进行催化反应。

15.根据权利要求14所述的光催化剂的应用，其特征在于：所述光催化剂的加入量要使其在废水中的质量浓度为0.4～1.0g/L。

16.根据权利要求14所述的光催化剂的应用，其特征在于：所述双氧水溶液的摩尔浓度为0.01～0.02mol/L。

17.根据权利要求14所述的光催化剂的应用，其特征在于：所述双氧水溶液的加入量要使其在废水中的摩尔浓度为10～30mmol/L。