[发明专利]一种复合漂珠光催化剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于水污染处理技术领域，尤其涉及一种CoSPc/H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂/Ni-Co-Fe/漂珠光催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

水污染一直是人们关注最多的环境问题，其污染源主要来自于工业废水、生活污水和医药废水。如常见的染料废水具有色度深、毒性大、成分复杂、比较难于处理的特点；医药废水中的抗生素残存所带来的负面效应直接影响到环境生态和人体的健康，越来越引起人们的关注。目前废水处理的手段主要有物理法、化学法、生物化学法等，但众多废水处理技术或存在运行成本高、或带有二次污染等缺点，使得处理效果不能令人满意。

半导体光催化降解技术是一种高级氧化技术，是一种最有可能利用自然界太阳光实现清洁去污的环境友好技术，目前已成为人们关注较多的污水处理方法。在众多光催化用半导体材料中TiO₂光催化剂具有低廉、无污染、抗光腐蚀等优点被誉为环境友好的污染处理材料，在环保、节能的应用前景广受关注，其主要应用于废水、废气处理及抗菌、自清洁产品的开发等领域。但是TiO₂本身也存在局限性，如其光吸收阙值局限在紫外光区、光量子效率比较低、光催化降解缺乏选择性等。因此，近年来具有可见光相应能力强、光催化活性高、有选择性降解能力的新型光催化剂的开发成为研究的热点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合漂珠光催化剂，即CoSPc/H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂/Ni-Co-Fe/漂珠光催化剂，旨在解决现有半导体光催化降解技术中TiO₂本身也存在局限性的问题。

本发明的再一目的在于提供上述复合漂珠光催化剂的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述复合漂珠光催化剂在水污染处理中的应用。

本发明是这样实现的，一种复合漂珠光催化剂，包括空心微珠载体，用磁性金属镀覆在空心微珠载体表面的中间层，以及包覆在中间层表面的最外层构成，所述最外层由磺化酞菁钴、磷钨酸和二氧化钛的混合物构成。

优选地，所述磁性金属由按质量比为(759～948)：63：(100～140)的镍、钴、铁混合构成。

优选地，所述磺化酞菁钴、磷钨酸和二氧化钛的质量比为1：1：340。

优选地，所述空心微珠载体的壁层、中间层和最外层的厚度比为7：3：1。

本发明进一步提供了上述复合漂珠光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)Ni-Co-Fe/漂珠的制备

将预处理后的2g空心微珠进行碱化处理；将碱化处理后的空心微珠在胶体钯溶液中进行活化敏化处理；将活化敏化处理后的空心微珠在解胶液中进行解胶处理；

将解胶后的空心微珠依次进行还原处理、中和处理后，加入到含有镍、钴、铁离子的化学镀液中进行化学镀处理10～40min，化学镀结束后过滤、洗涤，得到表面包覆磁性金属的Ni-Co-Fe/漂珠；

(2)CoSPc/H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂/Ni-Co-Fe/漂珠光催化剂的制备

取0.006g磺化酞菁钴和0.006g磷钨酸加入到9mL钛酸四丁酯和36mL无水乙醇的混合溶液中，在45℃水浴、搅拌条件下，得到溶解均匀的溶液1；

取等体积均匀混合的无水乙醇、盐酸和去离子水的溶液2，用胶头滴管逐滴加入到上述溶液1中，快速搅拌至溶胶态，得到溶液3；

将1.0g Ni-Co-Fe/漂珠加入到溶液3中，匀速搅拌至均匀态后在80℃中反应20h，在500℃下焙烧4小时，得到复合漂珠光催化剂。

优选地，在步骤(1)中，所述预处理为：将空心微珠在100ml/LHF溶液中处理1min；

所述碱化处理为：将预处理后的空心微珠清水洗涤后，加入到240g/LNaOH溶液中，强力搅拌30min；

所述活化敏化处理为：将2g碱化处理后的空心微珠用清水洗涤、烘干后，放入到200mL、50℃的胶体钯溶液中搅拌40min，过滤得到活化敏化后的空心微珠；

所述解胶处理为：将活化敏化后的空心微珠加入到40℃的解胶液中搅拌1min，过滤得到解胶后的空心微珠；

所述还原处理为：将解胶后的空心微珠加到30℃的还原液中搅拌3分钟，过滤得到还原处理后的微珠；