[发明专利]一种硫化镉纳米棒及摩擦催化降解有机污染物的方法

说明书

本发明特别涉及一种硫化镉纳米棒及摩擦催化降解有机污染物的方法。该硫化镉纳米棒，为六方晶系纤锌矿型晶体结构，属于非中心对称点群，其特定直径为40～50nm，长径比为8：1～100：1。该硫化镉纳米棒及摩擦催化降解有机污染物的方法，操作简单，利用特定结构硫化镉的压电性质，使其能更有效的富集环境中的机械能，在避光条件下仅通过磁力搅拌就能实现有机物的降解，克服了常规光催化实验可见光响应效率低的问题，同时避免了压电催化需要产生声波的设备要求，极大的提高了污水降解效率，降低了污水处理的成本，适宜推广应用。

技术领域

本发明涉及污水催化降解技术领域，特别涉及一种硫化镉纳米棒及摩擦催化降解有机污染物的方法。

背景技术

随着现代工业的发展，环境污染问题严重制约着社会的可持续发展。特别是印染行业产生的可溶性有机污染物，毒性大，不易分解，不仅造成水源污染问题，而且会传播细菌和病毒，严重危害人们的健康。因此，开发从废水中去除这些有害染料的技术已成为学者们的当务之急。

染料废水可以用一些传统的方法来处理，如物理吸附、混凝沉淀、电凝等。然而，在这些方法中，染料污染物并没有完全降解，只是从液相转移到固相或另一液相，这不可避免地会造成二次污染。一些化学方法，如氯化反应则会将一些有害化学物质引入到我们的环境中。由于有机染料污染物在纺织和印染废水中的稳定性高，使得这些传统的有机染料废水处理方法难以在实际应用中得到很好效果。

面对这些问题，把光催化剂用于染料废水的降解已经成为降解有机污染物的重要手段。然而，由于普通半导体催化剂中由光激发产生的电子-空穴的会快速复合，其催化效率还没有达到足够让大规模染料被分解的实际应用标准。另外，这类光催化材料具有波长响应范围窄、深色染料废水透光率低、太阳能利用率低、易受天气影响等缺点。大部分废水排放是通过管道，密封槽，很难见光，因此，要实现催化剂在工业废水处理中的广泛应用，需要找到一个可使废水在黑暗条件下分解的技术手段。

近年来，压电纳米材料已显示出从周围环境中获取机械能并促进催化反应的巨大潜力。在一定的外界应力作用下，压电纳米材料会发生变形并产生电荷。当产生的电荷用于污染物分解、消灭有害菌时，这些纳米材料被称为压电催化剂；人们还发现热释电纳米材料能够从温度波动的环境中获取能量。热释电纳米材料在温度波动下能够在水溶液中引发氧化还原反应，这与光催化中的氧化还原反应类似，该过程也被命名为热催化。显然，太阳能、机械能和热能都可以被功能材料以某些特定的方式从周围环境中获得。若能有效利用这些通常被忽视的能量，可同时实现节能减排与污染物降解。

申请号为201610357058.0的发明公开了一种一维硫化镉纳米棒催化剂及其制备和在超声催化下裂解水制氢的应用，利用材料自身的压电与光催化性质将声能与光能这两种低密度能量转化为高密度的氢能，实现对水的全分解。但该方法中的输入源除超声波外，还应用了不低于3000Hz的噪声波，长期持续的超声波和高频噪声能量无疑会对人类，野生动物及其周边环境造成危害。

基于上述问题，为了实现对工业废水的高效处理，避开其他方法的不足，本发明提出了一种硫化镉纳米棒及摩擦催化降解有机污染物的方法。

发明内容

本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种硫化镉纳米棒及摩擦催化降解有机污染物的方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种硫化镉纳米棒，其特征在于：为六方晶系纤锌矿型晶体结构，属于非中心对称点群，其特定直径为40～50nm，长径比为8：1～100：1。

更优的，该硫化镉纳米棒，长径比为40：1～80：1。

该硫化镉纳米棒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，将四水合硝酸铬与硫脲分散于0.86mol/L的乙二胺溶液中，搅拌均匀后转移至反应釜中，并在135～178℃保温反应15-75h，所得产物经洗涤，干燥后得到杂化前驱体；