[发明专利]一种磁性生物炭负载磷酸银复合光催化剂的制备及其应用

权利要求书

1.一种磁性生物炭负载磷酸银复合光催化剂的制备及其应用，其特征在于：以“一锅法”制备磁性生物炭（Biochar-ZnFe₂O₄），再通过原位沉淀法将Ag₃PO₄负载于该磁性生物炭表面，使两者紧密结合，形成一种新型的可见光催化效率高且易于磁分离的复合材料，即磁性生物炭/磷酸银复合光催化剂（Biochar-ZnFe₂O₄/Ag₃PO₄），并将其应用于双酚A（BPA）废水的处理。

2.根据权利要求1所述的磁性生物炭/磷酸银复合光催化剂，其特征在于其中磁性生物炭（Biochar-ZnFe₂O₄）的质量百分比为10%~50%。

3.根据权利要求1或2所述一种可见光响应型的磁性生物炭负载磷酸银复合光催化剂的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

（A）“一锅法”制备磁性生物炭（Biochar-ZnFe₂O₄）

（A1）取具有多维分级结构的生物质材料，加入一定量的铁盐溶液并搅拌10~40 min后，再加入一定量的锌盐溶液，并放入聚四氟乙烯反应釜,于150~250°C下反应5~10 h，制得磁性生物炭前驱体；

（A2）将磁性生物炭前驱体经洗涤于60~100°C（优选70~80°C）干燥后，在氮气保护下，程序升温至300~800°C煅烧1~4 h，待自然冷却后取出；

（A3）将上述取出的材料置于6mol/L的氢氧化钠溶液中搅拌2~8h(优选4~6 h)，再经超纯水洗涤后，磁分离并干燥，研磨过80目筛，制得磁性生物炭；

（B）制备磁性生物炭/磷酸银复合光催化剂（Biochar-ZnFe₂O₄/Ag₃PO₄）

（B1）取磁性生物炭分散在醇溶液中并经超声处理（超声时间优选10~30min），而后加入AgNO₃溶液并机械搅拌6~18 h (优选8~12 h)得分散液；

（B2）将磷酸盐溶液缓慢滴加至上述分散液中，滴完后并继续反应0.5~1 h，反应所得沉淀物经超纯水反复洗涤后，将其磁分离、干燥、研磨过筛，即得所述磁性生物炭/磷酸银复合光催化剂（Biochar-ZnFe₂O₄/Ag₃PO₄）。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤（A1）中的铁盐为氯化铁、硝酸铁或高铁酸钾中的一种或多种组成的混合物；锌盐为氯化锌、硝酸锌或乙酸锌中的一种或多种组成的混合物；优选高铁酸钾（K₂FeO₄）、硝酸铁（Fe (NO₃)₂·9H₂O）和乙酸锌（Zn(CH₃COO)₂·2H₂O）、硝酸锌（Zn(NO₃)₂·6H₂O）。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤（A1）中的生物质为生物纤维素、花粉、植物叶片等；加入的高铁酸钾（K₂FeO₄）、乙酸锌（Zn(CH₃COO)₂·2H₂O）与生物质的质量之比优选1：1：0.1~0.6，加入的硝酸铁（Fe (NO₃)₂·9H₂O）、硝酸锌（Zn(NO₃)₂·6H₂O）与生物质的质量之比优选1：0.75：0.0625~0.375；。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤（A1）中水热釜应置于160~180°C温度下发生反应。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤（A2）中，煅烧温度优选为400~700°C。