[发明专利]基于半导体粉料摩擦催化的污染物治理方法

说明书

本发明提供了一种基于半导体粉料摩擦催化的污染物治理方法，其特征在于，包括：向含有拟治理污染物的溶液中，加入具有摩擦催化性能的半导体粉料，并加入摩擦介质；然后，通过摇动或者搅拌让摩擦介质与半导体粉料之间进行相互摩擦，使得半导体粉料产生催化效应，促使溶液中的污染物降解。本方法利用半导体粉料的摩擦催化效应，通过摩擦使半导体获得能量产生电子‑空穴对的激发，进而使溶液中的污染物产生降解，过程中不需要光的辐照，有效克服了光催化材料进行污染物处理过程中存在的各种缺点，可以在更广泛的环境中进行污染物的治理。

技术领域

本发明属于污染治理技术领域，具体涉及一种基于半导体粉料摩擦催化的污染物治理方法。

技术背景

二氧化钛纳米颗粒是一种常见的光催化材料。在光的激发下，二氧化钛可产生电子-空穴对，进而引发一系列化学反应。二氧化钛光催化材料一个重要的应用是治理水中的各种污染物，在光的作用下使水中的各种污染物被降解。但对于这方面的应用，二氧化钛光催化材料尚存在一些重要的缺陷。一是其能隙太大，只能吸收阳光中的紫外线，造成效率很低。另一缺陷是有些水溶液透光性差，光难以进入，二氧化钛的光催化作用也难以发生。

至于其他宽能隙的氧化物半导体，例如钛酸锶钡，氧化锌等的纳米颗粒，作为光催化材料应用时存在与二氧化钛纳米颗粒同样的缺陷。

而那些窄能隙的半导体，其纳米颗粒作为光催化材料应用时虽然可以吸收可见光，但往往其稳定性较差限制了应用，即使作为光催化材料应用也仍然不能用于光难以进入的水溶液中的污染物的治理。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于半导体粉料摩擦催化的污染物治理方法，利用半导体粉料的摩擦催化效应，通过摩擦使半导体获得能量产生电子-空穴对的激发，进而使溶液中的污染物产生降解，过程中不需要光的辐照，因而不会受到光辐照所带来的任何限制。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

本发明提供一种基于半导体粉料摩擦催化的污染物治理方法，其特征在于，包括：向含有拟治理污染物的溶液中，加入具有摩擦催化性能的半导体粉料，并加入摩擦介质；然后，通过摇动或者搅拌让摩擦介质与半导体粉料之间进行相互摩擦，使得半导体粉料产生催化效应，促使溶液中的污染物降解。

本发明提供的基于半导体粉料摩擦催化的污染物治理方法，还可以具有以下特征：其中，采用的半导体粉料为：氧化物半导体粉料，或者非氧化物半导体粉料；并且，粉料可以为纳米级，也可以为微米级。

本发明提供的基于半导体粉料摩擦催化的污染物治理方法，还可以具有以下特征：摩擦介质为：表面包覆摩擦性材料的磁力搅拌子，或者摩擦性材料颗粒；这里，摩擦性材料指的是可以对半导体粉料起到摩擦催化作用的材料。

本发明提供的基于半导体粉料摩擦催化的污染物治理方法，还可以具有以下特征：磁力搅拌子表面包覆的具有摩擦性的材料优选为特氟龙、聚氯乙烯、和聚丙烯等中的任意一种；并且，摩擦性材料颗粒优选为特氟龙颗粒、聚氯乙烯颗粒、聚丙烯颗粒等。

本发明提供的基于半导体粉料摩擦催化的污染物治理方法，还可以具有以下特征：利用自然界的机械能、或者通过机械搅拌或磁力搅拌来实施摇动或者搅拌操作。例如，向溶液所在的容器内加入摩擦性材料颗粒(例如特氟龙、聚氯乙烯、聚丙烯的颗粒)后，利用波浪能使该容器被摇动，则加入的摩擦性材料壳体与半导体粉料之间在该摇动过程中会产生摩擦，从而产生催化效果，使污染物被降解；或者通过磁力搅拌子进行磁力搅拌，半导体粉料与磁力搅拌子表面之间的摩擦作用即可以使半导体粉料产生催化，使溶液中的污染物发生降解。

发明的作用与效果