[发明专利]一种以鸡蛋壳为反应器的光催化材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种以鸡蛋壳为反应器的光催化材料及其制备方法与应用，所述方法如下：（1）将钼酸铵、十六烷基三甲基溴化铵和水加入烧杯中，搅拌均匀得到混合液；（2）将鸡蛋膜加入烧杯中，搅拌均匀得到悬浊液；（3）将悬浊液转移至蛋壳中，将蛋壳置于盛有氢氧化钠溶液的烧杯中，然后进行油浴反应；（4）将所得溶液离心，收集产物并洗涤，烘干，得到样品；（5）将样品煅烧得到钼酸钙光催化材料。本发明利用鸡蛋壳为反应器和钙源在温和条件下制备出了钼酸钙毛线球状光催化材料，在生成过程中二维纳米片自组装成三维球状形貌，三维结构的构建使所得材料具有较大的比表面积，同时暴露较多的表面活性位点，有效提高了其光催化降解盐酸四环素的效率。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，具体涉及一种以鸡蛋壳为反应器的光催化材料及其制备方法与应用。

背景技术

四环素类抗生素作为一种广谱性的抗生素被广泛应用于畜牧业、医药业及水产养殖业。近年来，我国饲用抗生素年平均消费量已达6000吨，其应用主要集中在经济发达地区。从20世纪60年代，抗生素被用作畜禽饲料添加剂，很多饲养者为了预防动物疾病和促进动物生长，盲目大量地使用抗生素，使得环境受到抗生素的严重污染，这不仅会形成持续性污染，还会产生耐药性的病菌，影响到养殖业和人类的健康。因此，发展综合性能优良的材料用来降解处理抗生素成为材料化学以及环境处理领域的科研热点之一。

对于鸡蛋壳废弃物的处理是一个具有环保和经济挑战性的问题。在食品加工过程中，产生了大量的蛋壳废弃物。例如，仅在美国，每天就消耗近760亿的鸡蛋。蛋壳废弃物会释放出不友好的气体，同时还会滋生大量微生物，由此对周边社区的生活及工作造成极大的困扰。因此，如果能将这些废弃的鸡蛋壳变废为宝，对社会经济的发展及环境的改善具有重大的意义。在国内公开的有关具有特殊形貌的钼酸钙的专利申请（包括发明与实用新型专利）大约有3件（截止到2018年8月5日）。其中，CN200610026853公开了一种具有中空结构的钼酸钙自组装体的制备方法，该发明采用微乳液为媒介进行制备，得到由粒径大小在50～ 300 nm范围内的钼酸钙微粒组成的中空结构的自组装体。CN201210169624公开了一种球形钼酸钙基红色荧光粉及其制备方法，以SiO₂微球为核，在SiO₂微球的表面均匀包覆CaMoO₄:Eu³⁺,Li⁺荧光粉前驱体，最后在高温下燃烧合成即得到球形SiO₂@CaMoO₄:Eu³⁺,Li⁺红色荧光粉。CN201510603430公开了一种由螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA)螯合Ca²⁺制备花球状钼酸钙的方法，该方法是经过超声混合反应，最终得到具有较大比表面积，较好光致发光性能的花球状钼酸钙。这些专利涉及的组成、制备方法与最终使用领域均与本发明不同。本发明中，我们利用废弃物鸡蛋壳为反应器及钙源，在温和条件下制备得到钼酸钙毛线球状光催化材料，用于废水中抗生素的光催化降解处理。经查阅文献，我们发现目前还没有相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以鸡蛋壳为反应器的光催化材料及其制备方法与应用，拟解决传统复合材料成本高，废水处理效率低等问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种以鸡蛋壳为反应器的光催化材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将钼酸铵、十六烷基三甲基溴化铵和水加入烧杯中，搅拌均匀得到混合液；

（2）将鸡蛋膜加入上述烧杯中，搅拌均匀得到悬浊液；

（3）将上述悬浊液转移至蛋壳中，然后将蛋壳置于盛有氢氧化钠溶液的烧杯中，将烧杯转移到油浴锅中进行油浴反应；

（4）将反应之后蛋壳内的溶液离心，收集产物并洗涤，烘干，得到样品；

（5）将上述样品置于管式炉中在氮气氛围下煅烧，得到毛球状的钼酸钙光催化材料。