[发明专利]一种光催化降解复合颗粒及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及光催化技术领域，具体为一种光催化降解复合颗粒及其制备方法和应用；其中，光催化降解复合颗粒包括以下组分：纳米级锐钛型二氧化钛、二氧化硅微粒、三斜型FeVO₄晶体颗粒和偶联剂，能够利用水稻秸秆生产二氧化硅微粒，利用玉米秸秆生产三斜型FeVO₄晶体颗粒，对三斜型FeVO₄晶体颗粒、二氧化硅微粒和纳米级锐钛型二氧化钛利用偶联剂混合，在实验室的环境下，能够在150min内完全降解甲基紫，反应出对废水的降解能力强，且大大减少了二氧化钛的使用量，降低了生产成本，实现了以废治废，为水稻秸秆和玉米结构提出了新的用途。

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，具体为一种光催化降解复合颗粒及其制备方法和应用。

背景技术

随着工业化和城市化持续快速发展，传统煤烟型污染尚未得到控制，汽车尾气带来的复合型大气污染却日益突出，大量的氮氧化物与挥发性有机物导致城市中细颗粒物、臭氧、酸雨等二次污染呈加剧态势，产生了大量的生活废水和以及工业废水，目前人们在处理废水时会加入光催化剂进行光解，利用光催化剂降解的效果好且不会存在二次污染，但目前光催化剂颗粒的制造成本较高，难以大面积使用，同时，目前为了治理空气污染，农田中的水稻秸秆和玉米秸秆等都禁止焚烧，但留在田中会影响下一年的耕种，为此，政府也在积极的鼓励企业收购水稻秸秆和玉米秸秆进行加工生产，但是目前水稻秸秆和玉米秸秆的用途太少，市场需求太低，如何增加水稻秸秆和玉米秸秆的用途也是目前需要解决的一大问题。

发明内容

为了解决上述的问题，本发明提供一种光催化降解复合颗粒及其制备方法和应用。

本发明解决其技术问题采用以下技术方案来实现：

本发明提供一种光催化降解复合颗粒，包括以下组分：纳米级锐钛型二氧化钛、二氧化硅微粒、三斜型FeVO₄晶体颗粒和偶联剂；其中，纳米级锐钛型二氧化钛、二氧化硅微粒、三斜型FeVO₄晶体颗粒和偶联剂的质量比为：1:2-4:1-2:0.1-0.3。

作为对本发明所述的光催化降解复合颗粒进一步的改进，优选的，所述纳米级锐钛型二氧化钛粒径为15～100nm，所述二氧化硅微粒的直径在50～140nm，所述三斜型FeVO₄晶体颗粒的30-70nm。

作为对本发明所述的光催化降解复合颗粒进一步的改进，优选的，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、钛酸酯偶联剂中的任意一种。

本发明还提供一种光催化降解复合颗粒的制备方法，包括以下步骤：

S1：将纳米级锐钛型TiO₂放入110℃烘箱中烘烤12h后封存；

S2：将洗净的水稻秸秆放入马弗炉中,在500℃下充分煅烧4-6h后收集灰分,将灰分放入搅碎机中加水研磨成匀浆,过滤去除可溶性盐分；将滤纸上的残留物在水的冲洗下过400目筛,收集过筛的颗粒；将过筛颗粒悬浮于容器中,自然沉淀10-15min,然后去除上层悬浊液；重复6-8次自然沉淀过程后,得到纯净的二氧化硅微粒；

S3：将玉米秸秆去皮后,切成lcm长的圆柱体,并于10％的稀盐酸中浸泡48h,再经蒸馏水反复洗涤直至氯离子洗净，然后经80℃干燥24h,浸泡于FeVO₄凝胶中，抽真空30min,静置4h后取出,在80℃烘干；烘干后放入马弗炉中，在500-700℃下充分煅烧4-6h,制备三斜型FeVO₄晶体颗粒；