[发明专利]一种复合催化剂的制备及其降解重金属的方法

说明书

本申请提供一种复合催化剂的制备及其降解重金属的方法，属于光照法进行水、废水或污泥的处理技术领域。将含重金属铀离子的待处理物与溶剂混合，混合物中重金属铀离子的浓度为10～40mg/L；加入复合催化剂AgI/TiO₂搅拌至相互扩散混合均匀得到均匀悬浊液，复合催化剂添加浓度为0.5～1.5 mg/mL，悬浊液置于无氧环境中于可见光照射下反应，反应时长为2～10h。将本申请在常温下进行重金属降解，可极大提高对太阳能的利用率，无二次污染，且AgI/TiO₂复合物可多次回收利用，具有良好的经济效益，有广阔的应用前景。

技术领域

本申请涉及一种复合催化剂的制备及其降解重金属的方法，属于光照法进行水、废水或污泥的处理技术领域。

背景技术

铀是一种典型的放射性元素，主要应用于科研、工业、国防中。铀之所以能成为核武器的主要原料，是因为铀在发生核裂解时，能产生巨大的能量。目前，由于金属铀的巨大的危害性，它已被世界上多个国家列为优先控制的环境污染物。放射性铀有很多化学存在形式，如U⁰、U³⁺、U⁴⁺、U⁶⁺，其中微溶性的U⁴⁺和可溶性的U⁶⁺是自然界中铀存在的两种主要形式。而现如今，在工业、核发电厂所排放的废水中所包含的大量放射性离子中，典型代表就是UO₂²⁺离子，它有一定放射性与化学毒性。站在环境保护角度上，我们应该尽可能地降低或者去除废水中的UO₂²⁺离子，实现铀资源回收的利用。

因此，研究新型高效的降解方法是国际上亟待解决的前沿科学难题。

发明内容

有鉴于此，本申请首先提供了一种复合催化剂的制备方法，从对环境友好的处理技术出发，该制备方法可提供一种利用高效光催化剂和太阳能，在可见光下实现光化学还原，达到降解废水中重金属离子的目的。

具体地，本申请是通过以下方案实现的：

一种复合催化剂的制备方法，其制备步骤如下：

（1）将TiO₂于去离子水中搅拌至分散均匀，并加入KI，配制形成均匀混合物；

（2）AgNO₃溶解于浓氨水（NH₃·H₂O，浓度22~25%）中，得银氨溶液；

（3）将银氨溶液慢慢滴加到步骤（1）配制物中，室温下搅拌3~4 h；

（4）将步骤（3）产生的混合物过滤分离洗净，在50~55℃下烘干，即制得AgI/TiO₂复合催化剂。

进一步的，作为优选，上述方案中，所述TiO₂、KI、AgNO₃的添加质量比为1: 0.5~0.67:0.5~0.0.67，更优选的，所述TiO₂、KI、AgNO₃的添加质量比为1:0.5:0.5。

在复合催化剂制备过程中，复合催化剂在可见光照射下，可实现AgI受激发产生光生电子，并通过AgI和TiO₂之间的异质结转移至能量更低的TiO₂的导带，即可实现相应离子发生光还原降解，达到有效降解重金属离子的目的，该催化剂制备过程无有毒害物质使用或产生，使用过程无需额外的苛刻试剂添加，可针对铀或类似重金属在可见光下的降解，选择性高，并可实现重复利用。