[发明专利]一种光芬顿催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种光芬顿催化剂，其特征在于，所述光芬顿催化剂包括：均相碳掺杂半导体光催化剂、还原石墨烯和杂多酸铁；所述杂多酸铁原位负载在所述还原石墨烯表面形成复合体；所述均相碳掺杂半导体光催化剂负载在所述复合体上；

所述光芬顿催化剂的制备方法，包括以下步骤：

提供均相碳掺杂半导体光催化剂和还原石墨烯；

在pH值为1~3的条件下，将所述还原石墨烯、铁源、十二磷钨酸钠和水混合，进行复合反应，得到还原石墨烯负载杂多酸铁复合体；

将所述还原石墨烯负载杂多酸铁复合体和均相碳掺杂半导体光催化剂分散在N,N-二甲基甲酰胺水溶液中，进行化学自组装，得到所述光芬顿催化剂；

所述均相碳掺杂半导体光催化剂通过以下步骤制备得到：

将6 mmol葡萄糖和2 mmol五水合硝酸铋放入研钵，在干燥氛围下研磨30 min；在超声辅助下，缓慢把以上混合物加入到100mL去离子水中，从而得到澄清的混合溶液；随后将2mmol氯化钾加入以上混合液，并用氨水调控溶液pH到10.6，然后放入100mL内衬四氟乙烯的高温不锈钢反应釜中于160℃进行水热反应18 h，即可得到碳修饰的材料；将碳修饰的材料在450℃条件下热煅烧处理6h，可制备出均相碳掺杂半导体光催化剂。

2.根据权利要求1所述的光芬顿催化剂，其特征在于，所述还原石墨烯的质量为均相碳掺杂半导体光催化剂质量的10.0~50.0%。

3.根据权利要求1或2所述的光芬顿催化剂，其特征在于，所述杂多酸铁的质量为还原石墨烯质量的10~30%。

4.根据权利要求1或2所述的光芬顿催化剂，其特征在于，所述杂多酸铁中铁元素的质量为还原石墨烯质量的1~20%。

5.权利要求1~4任一项所述的光芬顿催化剂的制备方法，包括以下步骤：

提供均相碳掺杂半导体光催化剂和还原石墨烯；

在pH值为1~3的条件下，将所述还原石墨烯、铁源、十二磷钨酸钠和水混合，进行复合反应，得到还原石墨烯负载杂多酸铁复合体；

将所述还原石墨烯负载杂多酸铁复合体和均相碳掺杂半导体光催化剂分散在N,N-二甲基甲酰胺水溶液中，进行化学自组装，得到所述光芬顿催化剂。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述复合反应的温度为室温，时间为16~18h。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述还原石墨烯负载杂多酸铁复合体在N,N-二甲基甲酰胺水溶液中的浓度为0.1~2mg/mL。

8.根据权利要求5或7所述的制备方法，其特征在于，所述均相碳掺杂半导体光催化剂在N,N-二甲基甲酰胺水溶液中的浓度为0.1~5mg/mL。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述化学自组装的温度为室温，时间为6~12h。

10.权利要求1~4任一项所述的光芬顿催化剂或权利要求5~9任一项所述制备方法得到的光芬顿催化剂在促进双氧水分解产生羟基自由基降解污染物中的应用。