[发明专利]一种用于工业废水中有机污染物降解的光催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于工业废水中有机污染物降解的光催化剂及其制备方法，以醋酸铜、苹果酸、氯化钴、硫化钠、改性氧化石墨烯、硼酸三丁酯等为原料制得，其中，改性氧化石墨烯是先对氧化石墨烯进行氮、硅掺杂，然后利用N‑2‑氨乙基‑3‑氨丙基三甲氧基硅烷修饰得到，该光催化剂的光催化性能优异，对工业废水中多种有机污染物具有良好的降解作用。

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，特别是涉及一种用于工业废水中有机污染物降解的光催化剂及其制备方法。

背景技术

随着经济的迅猛发展，工业废水大量排放，造成了严重的水污染，对生态安全造成极大危害。特别是工业废水中含有的大量有机物污染物，其中的有毒有害物质且难于生物降解的部分有机物污染物对环境危害更是无法控制。

光催化技术作为一项有望于利用太阳能治理受污环境和制备化石燃料替代能源的绿色途径，得到了越来越多的关注。光催化剂是一种在光的照射下可以促进化学反应，而自身不发生变化的材料，目前光催化剂被应用于环境修复、清洁能源生产、碳的修饰和化学合成等领域，以可持续发展的方式解决能源和环境污染问题。

专利CN105148983B公开了一种降解废水中染料的光催化剂及其制备方法，是以介孔二氧化硅材料为载体，负载掺杂铜元素的纳米氧化锌，其用于降解亚甲基蓝和罗丹明B，其中，对亚甲基蓝的降解率在98.8%以上，但是对罗丹明的降解率仅为80.6%，对工业废水中的有机污染物不具备广泛的降解性。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种用于工业废水中有机污染物降解的光催化剂及其制备方法，光催化性能优异，对工业废水中多种有机污染物具有良好的降解作用。

为实现上述目的，本发明是通过如下方案实现的：

用于工业废水中有机污染物降解的光催化剂的制备方法，以重量份计，先将1份醋酸铜、1～3份苹果酸、5～8份氯化钴、10～15份硫化钠、0.05～0.1份改性氧化石墨烯和30～40份水混合分散制成水溶液，第一次搅拌，接着向溶液中滴加2～3份硼酸三丁酯，第二次搅拌，加热反应，得到中间产物；然后将中间产物进行煅烧，洗涤，干燥，还原处理，即得所述的一种用于工业废水中有机污染物降解的光催化剂；其中，改性氧化石墨烯是先对氧化石墨烯进行氮、硅掺杂，然后利用N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷修饰得到。

优选的，所述有机污染物包括但不限于染料污染物（亚甲基蓝、罗丹明B等）或制药污染物（盐酸四环素、磺胺等）。

优选的，超声波分散1～2小时实现混合分散制成水溶液。

优选的，第一次搅拌的工艺条件为：室温（25℃）搅拌2～4小时；第二次搅拌的工艺条件为：室温（25℃）搅拌1～2小时。

优选的，加热反应的工艺条件为：160～180℃处理20～22小时。

优选的，煅烧的工艺条件为：600～800℃煅烧5～8小时。

优选的，洗涤是利用0.5～1mol/L盐酸溶液洗涤2～3次，干燥是80～90℃真空干燥10～12小时。

优选的，还原处理的具体方法为：将干燥产物加入水合肼中，94～96℃反应50～60分钟，反应结束后洗涤、干燥即可，干燥产物与水合肼的质量比为1：0.1～0.2。进一步优选的，洗涤的具体方法是：利用去离子水和无水乙醇交替洗涤2～3次；干燥的工艺条件是：80～90℃真空干燥12～18小时。