[发明专利]一种新型磁性复合催化剂及制备方法

说明书

用于光催化降解有机废水催化剂及制备方法，涉及一种处理废水催化剂及制备方法，通过热聚合法制备g‑C₃N₄；然后通过两步原位法回流煅烧法构建ZnCo₂O₄/g‑C₃N₄复合物；最后通过机械球磨法原位制备出Co₇₈Si₈B₁₄/ZnCo₂O₄/g‑C₃N₄磁性复合催化剂。本发明制备出集吸附‑催化‑光催化‑磁分离于一体的催化剂，解决/g‑C₃N₄催化剂光生载流子的分离效率低及难以分离回收及有机物高效去除问题。

技术领域

本发明涉及一种处理废水催化剂及制备方法，特别是涉及一种用于光催化降解有机废水催化剂及制备方法。

背景技术

与传统的TiO₂相比，有机二维层状的g-C₃N₄价格低廉、能带合适、性质稳定，但导电性差、载流子复合快、光响应范围窄等不足严重阻碍了光催化产氢。因此，人们通过调控形貌、掺杂元素、负载助催化剂、构建异质结等方法来提高g-C₃N₄的光催化性能。其中，构建异质结不仅可以提高光生载流子的分离效率，而且可以拓展光吸收范围，是提高催化剂活性的有效策略。

然而将g-C3N4光催化技术工业化应用于污水处理还需要解决一个比较关键的问题，就是光催化剂的回收问题。在使用g-C3N4降解污水处理过程中，为了提高光催化剂的催化性能，常常需要将其制备成比表面积大的粉末状，这样会增加其降解后的回收难度。因此，开发或优化现有技术制备出一种低成本、耗时短、可再生回用、无二次污染的新型催化剂是目前本领域的主要问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于光催化降解有机废水催化剂及制备方法，本发明将非晶Co₇₈Si₈B₁₄、ZnCo₂O₄和g-C₃N₄相结合，先通过热聚合法制备g-C₃N₄，然后通过两步原位法回流煅烧法构建ZnCo₂O₄/g-C₃N₄，最后通过机械球磨法原位制备出Co₇₈Si₈B₁₄/ZnCo₂O₄/g-C₃N₄磁性复合催化剂，该催化剂集吸附-催化-光催化-磁分离于一体的催化剂，解决/g-C₃N₄催化剂光生载流子的分离效率低及难以分离回收及有机物高效去除问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

用于光催化降解有机废水催化剂及制备方法，该方法为一种制备新型高催化活性非晶Co₇₈Si₈B₁₄/ZnCo₂O₄/g-C₃N₄磁性复合催化剂的方法，所述方法包括以下过程：

(1)热聚合法制备g-C₃N₄：称量5-20克的尿素导入石英坩埚，并用锡纸将其紧密包裹后放置于马弗炉中，在500-700℃下煅烧1-5小时。待反应结束后，将石英坩埚中的固体产物称取1-3克放入500毫升的烧杯中，加入300-450毫升的去离子水，持续超声5-15小时后放入干燥箱90℃干燥8-12小时得到g-C₃N₄；