[发明专利]一种可见光照增强型杀菌脱色双功能水处理剂

说明书

本发明提供了一种可见光照增强型杀菌脱色双功能水处理及其制备方法，即银/二氧化钛以纳米溶胶的形式与氮掺杂的铌氧胶体自组装，形成新的杀菌脱色双功能层状水处理剂。没有可见光照时作为一般水处理剂，因银的杀菌及铌氧层板堆积孔吸附脱色；可见光照下作为光催化剂，其构成单元银/二氧化钛和氮掺杂的铌氧层板均可以激发出羟基自由基（﹒OH），将水中细菌和有色污染物氧化、矿化，增强了该水处理剂的杀菌和脱色能力，适合在全天候环境下使用。

技术领域

本发明涉及一种新型的水处理剂及其制备方法，尤其涉及到一种光照增强型杀菌脱色双功能水处理剂。

背景技术

造纸、纺织、化工、医药等行业生产工艺过程中产生的大量有色有菌废水。近年来，随着环保政策日趋收紧，上述行业内水处理成为研究热点。Ag、Cu、Zn等作为经典的杀菌剂，应用较为广泛。一般而言，将Ag、Cu、Zn等杀菌离子分散在分子筛、氧化铝、二氧化钛、活性炭等上，然后再与其他载体形成复合结构，如何将其高度分散是其杀菌效率提升的关键。

层状材料是2D层板组成的三维结构材料，具有2D层板组成可以设计、层间距离可以调变、层层堆积可以控制等优点，而且层状材料自组装后可以形成新的酸性位点、堆积孔和较大比表面积，这些有利于吸附和催化反应。因此，近年来在材料、环保等领域应用受到重视。传统含Nb层状材料在紫外区有吸收，在可见光区吸收较弱，通过非金属、金属掺杂形成空位，可以将材料对光的吸收拓展到可见光区。

鉴于此，本发明旨在通过双胶体自组装过程，构建一种可见光区均有吸收的2D层板材料与Ag/TiO₂材料的复合材料，将传统杀菌剂Ag高度分散负载在TiO₂，以期实现常规和光照情况下有色有菌污水的不同路径处理。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种可见光照增强型杀菌脱色双功能Ag/TiO₂-N/Nb_2.89O_10.89水处理剂及其制备方法。

一种Ag/TiO₂-N/Nb_2.89O_10.89水处理剂，包括：N/Nb_2.89O_10.89结构和位于N/Nb_2.89O_10.89结构内部的Ag/TiO₂；所述N/Nb_2.89O_10.89结构为由规则NbO₄四面体和掺杂N原子的不规则有缺陷的N-NbO_4-x四面体通过氧原子相接且有序排列成层状结构，该掺杂缺陷结构可以将光吸收拓展到可见区域，Ag/TiO₂为Ag均匀负载在纳米TiO₂表面上形成的颗粒团簇，整体位于层状结构层间。

一种Ag/TiO₂-N/Nb_2.89O_10.89水处理剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将一定量的异丙醇钛，加入到去离子水和乙醇混合液中，一定温度下搅拌，待形成白色溶胶后降温，然后将一定量浓度为0.01M的硝酸银加入上述溶胶中，室温充分搅拌后溶解后得到白色溶胶Ag/TiO₂；

步骤2、将K₂CO₃、Nb₂O₅和尿素一定比例混合研磨，在600℃煅烧2h后900℃煅烧3h，得到层状N/KNb_2.89O_10.89；将层状N/KNb_2.89O_10.89和6mol/L盐酸按体积比1:100分散在去离子水溶液中，室温搅拌7天后，高速离心，取下层固体洗涤至不含氯离子后，干燥后得层状N/HNb_2.89O_10.89；