[发明专利]一种用于矿区废水修复的光催化小球及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于矿区废水修复的光催化小球及其制备方法，该光催化小球以海藻酸钠为载体，均匀负载构树生物炭和g‑C₃N₄，制备的具体步骤是：水浴下溶解海藻酸钠，加入构树生物炭和g‑C₃N₄得到混合液，使用注射器将所述混合液滴入到CaCl₂溶液中，得到大小均匀的小球。该光催化小球材料易得、资源循环利用、无毒无害、利于回收。该材料能够较高效还原废水中的六价铬。本发明可用于矿区重金属废水的处理。

技术领域

本发明是一种环境新材料，具体涉及一种用于矿区废水修复的光催化小球及其制备方法。

背景技术

铬矿渣含有大量的水溶性六价铬，能被地表水、雨水慢慢溶解，铬渣中的六价铬经雨淋溶于水中，渗入地下污染环境和水源,对农田、人类、农畜有很大的危害。就以对人体危害来说，六价铬是致癌物质,易导致肺癌。六价铬能夺取血中的氧，致使红细胞失去携氧机能，造成内窒息；就六价铬对植物生长影响来说，六价铬是可溶性的,易被植物吸收，因此六价铬能够影响植物生长和产量。现在处理水体中铬污染时，是将六价铬还原为三价铬再去除。六价铬还原为三价铬的主要方法有吸附法、化学还原法和光催化法等，光催化法具有操作简单，二次污染小等特点，已在还原六价铬的问题上有成熟应用案例。所以我们要选用一种合适的材料来光催化还原六价铬。经过实验，g-C₃N₄有良好的光催化还原效果。

g-C₃N₄的独特结构赋予其良好的光催化性能，在光催化领域有很大的研究价值。目前在光催化领域，g-C₃N₄主要用于催化污染物分解、有机合成及氧化还原等。光照下，g-C₃N₄价带电子激发至导带形成电子–空穴对,电子与氧气分子结合，并进一步与水分子反应，此过程中产生的电子可以还原六价铬。六价铬的还原产物三价铬在环境中也会产生污染，因此在光催化过程完成后需要将其从溶液中有效去除。

构树是落叶乔木，强阳性树种，适应性特强，抗逆性强，在矿区构树的生长情况较好而且数量较多，利用凋零构树叶做生物炭，可以资源循环利用，利用采摘的构树叶，可以使其更多的富集重金属，这种生物炭具有和活性炭相似的孔隙结构和表面化学性质，同样具有吸附还原性能以及降低生物有效性作用，当所述生物炭作为吸附剂应用到重金属处理领域，就可以很好的对三价铬进行去除。

此发明将海藻酸钠作为g-C₃N₄和锰矿区构树生物炭的载体，制作一种光催化小球，可以同时利用g-C₃N₄的光催化还原性能和锰矿区的构树所制成的生物炭的去除三价铬的性质，并且易于回收，重复利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：开发一种简单易得易分离的可用于光催化还原矿区废水中的六价铬离子的光催化小球；以及一种操作简单可大量制备的光催化小球的制备方法；还提供一种上述小球应用于光催化还原矿区废水中六价铬离子的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种光催化小球，其特征在于，所述光催化小球包括海藻酸盐凝胶，所述凝胶上均匀负载对六价铬有可见光催化还原能力的g-C₃N₄和对三价铬有吸附能力的锰矿区构树生物炭。

作为一个总的技术构思，本发明提供一种用于矿山废水修复的光催化小球的制备方法，是将g-C₃N₄和构树生物炭负载在海藻酸盐凝胶中，制备的光催化剂易于固液分离和再利用，具体步骤如下：