[发明专利]一种复合光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种复合光催化剂，该复合光催化剂为Bi₂MoO₆/ZnAlIn‑CLDH复合光催化剂，以脱脂棉为生物模板制成，呈管状形貌，直径为8‑10μm，其表面生长有片状的ZnAlIn‑CLDH和颗粒状的Bi₂MoO₆。本发明还公开了其制备方法和应用。本发明以脱脂棉为生物模板制备复合光催化剂，所需原料易得，成本低廉，制备工艺简单、易操作、效率高，所得复合光催化剂形貌结构特异。本发明制备的复合光催化剂具有优异的吸附性能，可以吸附低浓度的有机污染物，对药物废水中的盐酸多西环素具有较高的光催化活性，可用于药物废水的高效处理。

技术领域

本发明涉及一种污水处理方面的催化剂，具体涉及一种复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

废水中污染物的种类有很多，其中有机污染物占主要部分，药物废水中大多是一些分子结构难分解、化学性质十分稳定的有机物，因此应用光催化氧化降解有机物污染已成为重要的方法之一，且光催化技术无二次污染。现实生活中污染物浓度往往较低，光催化剂对距离较远的污染物分子不起作用，导致光催化性能降低。将光催化和吸附结合起来，制备兼具优异吸附和光催化性能的光催化剂，是未来光催化材料的发展方向。

钼酸铋具有三种晶相，分别为α相、β相和γ相，这三种晶相的禁带宽度有所不同，其导致的光催化性能也有所差异。三种晶相中γ相的禁带宽度最窄，约为2.58eV，在可见光照射下，具有优异的光催化性能。反应溶液的pH值是导致钼酸铋晶相不同的决定因素，因此可通过调节溶液pH值探讨钼酸铋的光催化活性。ZnAlIn-LDHs（LDHs：layereddoublehydroxides，层状双金属氢氧化物类化合物）具有特殊的层状结构，表面带正电，层间阴离子可交换，煅烧后可得到原子尺度混合、由ZnO、In₂O₃纳米颗粒组成的CLDHs片状结构（CLDHs：Calcinedlayereddoublehydroxides煅烧层状双金属氢氧化物）。该结构具有LDHs优异的阴离子吸附功能，同时又具有光催化活性。由于LDHs表面羟基之间容易形成氢键，因此易团聚。本发明通过采用生物模板法，得到了具有模板形貌、分散性好、兼具吸附和光催化性能的Bi₂MoO₆/ZnAlIn-CLDH新型光催化剂。该复合光催化剂不仅吸附性能好，同时由于Bi₂MoO₆和ZnO、In₂O₃之间的能带匹配，表现出优异的可见光催化性能。

发明内容

本发明提供了一种复合光催化剂。

本发明还提供了该复合光催化剂的制备方法和应用。

本发明通过以下技术方案实现：

一种复合光催化剂，该复合光催化剂为Bi₂MoO₆/ZnAlIn-CLDH复合光催化剂，以脱脂棉为生物模板制成，呈管状形貌，直径为8-10μm，其表面生长有片状的ZnAlIn-CLDH和颗粒状的Bi₂MoO₆。

一种复合光催化剂的制备方法，是由以下步骤制得的：

1）配置40mL的稀硝酸溶液，加入硝酸铋，磁力搅拌一段时间，再加入10mL钼酸钠溶液，搅拌均匀，调节pH至1-7，得反应溶液；将反应溶液加至水热反应釜中反应，反应结束后冷却至室温，将上清液去除，过滤、洗涤、烘干，得Bi₂MoO₆；

2）将异丙醇铝溶解到50mL无水乙醇中，磁力搅拌，得异丙醇铝溶液；将脱脂棉放至异丙醇铝溶液中浸渍，保证溶液没过脱脂棉，取出室温晾干；将晾干后脱脂棉高温煅烧，自然冷却后用蒸馏水洗涤至中性，烘干，得无定形氧化铝纤维；