[发明专利]一种高效污水处理剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种高效污水处理剂及其制备方法和应用。本发明通过将铁酸铋添加到溴氧化铋的前驱体液中，添加改性金属钐和镍，经过水热处理得到铁酸铋@钐和镍共掺杂的溴氧化铋，然后将其与铌酸和钨酸在水热反应条件下原位合成铁酸铋@钐和镍共掺杂的溴氧化铋@铌酸铋@钨酸铋，得到的高效污水处理剂具有优异的光催化性能，能够有效去除废水中的有机染料污染物。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域。更具体地，涉及一种高效污水处理剂及其制备方法和应用。

背景技术

工业化促进了经济繁荣与社会进步，在提升生活品质等方面不言而喻，但传统工业化也造成了环境污染和资源短缺。发展工业与生态环境保护似乎成负相关的关系，环境污染、资源短缺，在成为传统工业化衍生品同时给人类以前所未有的挑战，生态环境与工业发展的矛盾愈来愈大，二者间的失衡也越来越严重。我国在印染工业的染料生产及出口方面在世界上占领较高的地位，目前无论是在生产能力，还是在产量和出口量都位居世界第一名。由于染料工业的产品种类较多且工艺复杂，导致生产过程的前中后期产生大量的“三废”—废水、废气、固体废弃物，在全社会得到很高的关注度。

常见的去除污染物的方法有物理法，化学法，生物法等，其中物理法主要是通过过滤、沉降、等物理方法分离污水中的不溶性杂质，不改变水体的性质；化学法是通过向污水中投放药剂，通过化学反应来达到净水目的；而生物法是通过水体中的微生物的新陈代谢活动，将大分子物质或者健团断裂，从而得到有效的降解和脱色。相对于化学法而言，其他两种方法存在一定条件限制且成本较高，普及率和处理效率均较低等缺点。

目前化学法中具有更好降解效果的高级氧化技术(AOPs)在工业废水处理方面得到了广泛的应用，其中光催化氧化，利用太阳光这种绿色能源在添加光催化剂的情况下达到对废水进行氧化降解的目的从而降低成本。

BiFeO3材料在过去的几十年来广泛应用在铁、电、磁领域，此外由于其本身具有窄带隙(2.2-2.5e V)、高化学稳定性、以及无毒性等优异的特性使其成为最有潜力的光催化剂之一。J.Luo等通过实验制备了具有SrTiO₃结构核壳的BiFeO₃结构，在可见光的照射下成功裂解乙醇产生H₂和O₂，弥补了纯相SrTiO₃只对紫外线有响应，而在可见光区域没有光催化活性的问题。

BiOX(X＝Cl，Br，I))由于具有独特的层状结构，高度各向异性，在Bi₂O₂和卤族元素间产生的内建电场使其具有良好的电子与空穴分离能力，具有很强的光生载流子分离和可见光响应的调控潜力。因而正成为化学、材料及物理等学科共同关注的热门研究新材料之一。

Li等在BiOBr纳米片中加入AgNO₃溶液和柠檬酸，从而制备了Ag/BiOBr复合材料。结果表明Ag/BiOBr复合材料在可见光下光催化降解苯酚和甲基橙速度最快，其光催化性能明显优于单纯的BiOBr。

CN103157462A公开了一种钨酸锰光催化剂的制备方法。此类光催化剂的制备过程利用超声合成法，得到了具有三维分等级结构的纳米级光催化剂。此类催化剂晶型完整，热稳定性高，具有良好的光催化降解活性，合成时间短，制备流程简单可控，其特殊的三维分等级结构也有利于光催化剂的回收再利用过程。