[发明专利]一种处理高盐废水中玫瑰红B的磷酸银复合光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种处理高盐废水中玫瑰红B的磷酸银复合光催化剂及其制备方法和应用，该磷酸银复合光催化剂包括磷酸银/聚苯胺复合材料，其上负载有铬掺杂钛酸锶，磷酸银/聚苯胺复合材料是以聚苯胺磷酸银为载体，载体上负载有磷酸银。其制备方法包括制备磷酸银/聚苯胺复合材料溶液，并将其与铬掺杂钛酸锶溶液制得本发明催化剂。本发明磷酸银复合光催化剂具有成本低廉、光催化性能好、稳定性好、环保等优点，其制备方法具有工艺简单、原材料易得、易于操作、制备条件可控、绿色无污染等优点，且本发明催化剂能够有效降解去除废水中的污染物特别是对高盐废水中的玫瑰红B具有较好的去除效果，有着较高的使用价值和较好的应用前景。

技术领域

本发明属于半导体材料光催化应用、环保技术领域，涉及一种处理高盐废水中玫瑰红B的磷酸银复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

高盐废水排放量大、有毒有害有机物含量高，对环境造成极大的威胁。采用传统的生物和物化处理技术很难实现对其达标排放处理，迫切需要研发更加高效、经济、适用的高盐废水的处理技术，以保护水环境，实现我国工业的可持续发展。太阳能作为一种清洁、可再生的能源，对能源危机的解决而备受关注，但如何有效利用太阳能，实现可持续发展无疑是目前各国急需解决的问题。半导体光催化技术作为一种低成本、环保、可持续的处理技术，在废水工业中显示出巨大的潜力，这种先进的氧化技术在去除水中持久性有机物和微生物方面得到了广泛的应用。该技术主要是利用半导体在光激发下，电子从价带跃迁到导带位置，以此，在导带形成光生电子，在价带形成光生空穴，利用光生电子-空穴对的还原氧化反应分解有机污染物、杀灭细菌以及还原重金属离子和消除异味等效果。

目前，光催化材料的研究在世界各地已迅速展开，并取得了长足的进展，但其中仍存在一些问题，其根本原因是光生电子-空穴对复合远快于捕获-转移的过程，因而有效地提高光生载流子分离问题至关重要。而有效地提高光生载流子的分离效率取决于光催化剂的电子结构、吸光特性、颗粒尺寸、表面积、表面修饰、反应条件及光敏剂等因素，这其中形成纳米异质结是抑制光生电子-空穴对复合的重要方法之一。异质结是两个不同的半导体相接触所形成的界面区域。纳米异质结利用窄带半导体的价带空穴和宽带半导体的导带电子进行反应，促进光致电荷分离，提高光电转换效率，延长载流子的生命周期。一般的异质结结构使得光生电子和空穴分别聚集在能量较低的导带和价带上，可有效延长载流子的生命周期。Z型异质结是一种特殊的异质结，既能拓宽光响应范围，又能提高整个系统的氧化还原能力，因而有更好的光催化活性。

磷酸银材料作为一种催化剂，具有优异的可见光催化活性，然而，在实际光催化过程其存在严重的光腐蚀性，难以获得较好的降解效果。为此，现有研究人员提出了磷酸银/聚苯胺复合材料，通过在磷酸银上修饰聚苯胺增强磷酸银对污染物的降解效果，但仍然存在光稳定性不足等问题。显然，如何进一步提高磷酸银材料的光稳定性是本领域亟需解决的技术问题。另外，铬掺杂钛酸锶材作为一种催化剂，其仅能够吸收紫外太阳光，无法有效利用可见光波段的太阳光，这严重限制了铬掺杂钛酸锶材的广泛应用。因此，如何获得一种成本低廉、光催化性能好、稳定性好、环保的磷酸银复合光催化剂对于有效处理高盐废水特别是玫瑰红B高盐废水具有十分重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种成本低廉、光催化性能好、稳定性好、环保的处理高盐废水中玫瑰红B的磷酸银复合光催化剂，还提供一种工艺简单、原材料易得、易于操作、制备条件可控、绿色无污染的磷酸银复合光催化剂的制备方法以及该磷酸银复合光催化剂在处理玫瑰红B高盐废水中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种处理高盐废水中玫瑰红B的磷酸银复合光催化剂，所述磷酸银复合光催化剂包括磷酸银/聚苯胺复合材料，所述磷酸银/聚苯胺复合材料上负载有铬掺杂钛酸锶；所述磷酸银/聚苯胺复合材料是以聚苯胺磷酸银为载体，所述聚苯胺上负载有磷酸银。