[发明专利]一种金属负载型复合光催化剂及制备方法和应用

说明书

一种金属负载型复合光催化剂及制备方法和应用，其中光催化剂是由氧化钛(P₂₅)和一种杂多酸的复合载体共同负载的贵金属组成。该光催化剂的制备方法主要是：将贵金属的盐酸盐溶解后加入聚乙烯醇及硼氢化钠，激烈搅拌，得到贵金属的负载前体溶液，再将氧化钛(P₂₅)和一种杂多酸组成的复合载体加入到贵金属的负载前体溶液中，于80℃烘干得到催化剂。本发明的光催化剂用于清除废水中有机污染物，反应后催化剂可以回收。本发明的光催化剂为具有较高活性的氧化反应催化剂，具有高的稳定性。反应条件温和，反应效率很高。该催化剂用空气作为氧化剂，对废水中有机污染物的消除反应表现出很高活性，降解率可达90％以上。

技术领域

本发明涉及一种光催化剂及制备方法和应用。

背景技术

随着人们生活水平和经济的快速发展，环境污染的问题也越来越严重。特别是水体污染，水体污染是指水体因某种物质的介入，超过了水体的自净能力，导致其物理、化学、生物等方面特征的改变，从而影响到水的利用价值，危害人体健康或破坏生态环境，造成水质恶化的现象，水体污染可分为化学型污染、物理型污染和生物型污染三种类型。有机化合物引起的环境污染，特别是人工合成的有机物，如染料、工业废水(如苯酚)等，一旦进入水体，当含有大量氮、磷等植物营养物质的生活污水、农田排水连续排入湖泊、水库、河水等处的缓流水体时，造成水中营养物质过剩，便发生富营养化现象，导致藻类大量繁殖，水的透明度降低，失去观赏价值。同时，由于藻类繁殖迅速，生长周期短，不断死亡，并被好氧微生物分解，消耗水中的溶解氧；也可被厌氧微生物分解，产生硫化氢等有害物质。从以上两方面造成水质恶化，鱼类和其他水生生物大量死亡。而利用半导体光催化氧化技术可以很好的降解有机物污染物引起的化学污染，而且这种方法具有普适性，节约能源和无二次污染的特点，使得半导体材料的光催化技术在诸多环境污染的治理技术方面是最有前途的方法之一。其中，TiO₂是研究最广泛的光催化剂之一，主要是由于它具有较高的化学稳定性，无毒无害，较高的光电转换效率，成本低活性高的优点。纳米TiO₂(P25)等光催化材料，甚至生物技术与光催化技术结合共同进行污水处理(Peternel I.T.et.al.,J.Hazard.Mater.,2007,148,477–484；Annadurai G.et.al.,J.Hazard.Mater.,2002,92,263–274；BaeE.et.al.,Environ.Sci.Technol.,2003,37,147–152)，在西方国家尤其是日本，光催化功能材料的商品化研究开发特别快，已经有大量的相关产品开发成功并推向市场。但是由于TiO₂本身存在不足之处，如利用太阳能的效率比较低，为了提高TiO₂的光催化活性以及提高对太阳能的利用率，对TiO₂进行改性研究，在一边将它的吸收光谱向红光方向移动的同时还致力于开发出一些复合光催化剂材料。总体上光生电子和空穴快速复合使得光催化效率受到了限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利于反应分子扩散的、环境友好、工艺简单、易于回收的金属负载型复合光催化剂及制备方法和应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

1.一种金属负载型复合光催化剂，它是由氧化钛(P₂₅)和一种杂多酸的复合载体共同负载的贵金属组成，其中氧化钛(P₂₅)和一种杂多酸的质量比为1:3-3:1；贵金属和复合载体的质量比为1:1000-1:50，所述的贵金属选自Au、Pt、Pd中的一种，杂多酸是含有Co,W,Sn等金属的杂多金属氧酸盐CoW₁₁O₃₉SnOH₈。

2、金属负载型复合光催化剂的制备方法：