[发明专利]一种黑色二氧化钛/磷酸银复合光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种黑色二氧化钛/磷酸银复合光催化剂及其制备方法和应用。本发明提供的黑色二氧化钛/磷酸银复合光催化剂，包括黑色二氧化钛和分散在所述黑色二氧化钛表面的磷酸银。本发明将黑色二氧化钛与磷酸银复合，不仅克服了黑色二氧化钛光催化效率低的问题，而且通过加速电子转移大大提高了磷酸银应用过程中的稳定性，能够高效稳定地去除水体中的典型有害藻和/或抗生素的单一污染和复合污染。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种黑色二氧化钛/磷酸银复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着现代工业的发展，水体富营养化严重。富营养化水体中藻类过度繁殖形成水华，从而引起水中溶解氧含量下降，物种多样性降低，最终破坏水体生态系统的平衡。尤其是水华蓝藻向水体中释放的藻毒素很难被常规水处理工艺彻底去除，且易于在水生生物体内蓄积，可以通过饮用水和食物等多种途径严重威胁人类健康。此外，在受污染水体中频繁检出各种药物和个人护理品(PPCPs)，抗生素类污染是其中的典型物质。由于抗生素被连续释放以及持续存在于水体环境中，抗生素被认为是“伪持久性”污染物。据分析，国内外地表水中抗生素浓度均在ng/L～μg/L级，主要包括四环素类、磺胺类等。尽管检测的抗生素含量相对较低，但是由于其直接排放、高溶解度、难生物降解以及河流沉积层的持续累积使得抗生素成为生态水生系统的一种潜在微污染物，并且有研究证实水中抗生素污染物的存在可能成为影响蓝藻水华形成的潜在影响因子。目前，针对水体中水华藻和抗生素复合污染的去除关注的比较少。

在含有藻类和抗生素复合污染的水体中，两者相互作用，关系复杂。一般来讲，在有抗生素存在的水生环境中，藻类表现出较高的敏感性，最直观的表现就是藻类的生长繁殖受到影响。一方面，抗生素可作为一种毒性物质抑制藻的生长，另一方面，一些抗生素可以在特定的低浓度范围内刺激藻细胞内活性氧增加，引起一系列生理反应，从而促进藻类的生长。反之，当藻类生存的水环境中有抗生素污染时，藻细胞也可能通过降解或转化等作用，减少抗生素对其自身的毒害。所以在藻和抗生素复合污染的水体中，存在着两者相互促进、相互制约的复杂关系，如何同时去除藻和抗生素复合污染是水污染治理的重要任务。

发明内容

本发明的目的在于提供一种黑色二氧化钛/磷酸银复合光催化剂及其制备方法和应用，本发明提供的黑色二氧化钛/磷酸银复合光催化剂，能够在可见光条件下实现对水体中典型有害藻和抗生素的同时去除。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种黑色二氧化钛/磷酸银复合光催化剂，包括黑色二氧化钛和分散在所述黑色二氧化钛表面的磷酸银。

优选的，所述黑色二氧化钛/磷酸银复合光催化剂中，黑色二氧化钛和磷酸银的质量比为0.4～1.2：1。

本发明提供了上述方案所述黑色二氧化钛/磷酸银复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将黑色二氧化钛的分散液与银盐混合，向所得混合体系中加入可提供磷酸根离子的溶液，进行沉淀反应，得到黑色二氧化钛/磷酸银复合光催化剂。

优选的，所述银盐为硝酸银或醋酸银，所述银盐以银盐溶液的形式使用，所述银盐溶液的浓度为0.02～0.03mol/L。

优选的，所述可提供磷酸根离子的溶液为磷酸氢二钠溶液或磷酸溶液，所述可提供磷酸根离子的溶液的浓度为0.1～0.15mol/L。

优选的，当所述可提供磷酸根离子的溶液为磷酸氢二钠溶液时，所述黑色二氧化钛、银盐和磷酸氢二钠的质量比为(0.1～0.3)：(0.2～0.3)：(0.057～0.085)。

优选的，所述银盐中银离子与可提供磷酸根离子的溶液中磷酸根离子的摩尔比为3:1。

优选的，所述沉淀反应的时间为1～2h。