[发明专利]一种漂浮型水凝胶光催化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种漂浮型水凝胶光催化剂的制备方法及其应用，其先进行BiVOsubgt;4/subgt;/Agsubgt;3/subgt;VOsubgt;4/subgt;粉末光催化剂的合成，再通过漂浮型制备过程，从而制备出一种在可见光下增强铜绿微囊藻光催化失活的光催化剂材料。本发明光催化剂具有光催化性能强和稳定性好、可见光吸收能力强和光生电荷的分离效率高等特点。该合成方法简单易行，绿色环保，能有效控制蓝藻水华，在水处理技术领域具有良好的前景。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种用于去除水中藻类的漂浮型BiVO₄/Ag₃VO₄水凝胶光催化剂的制备方法。

背景技术

近年来，光催化技术的不断发展使其在环境领域得到了越来越广泛的应用，成为了在水处理中最先进的技术之一。光催化具有环境可持续和使用成本低的优势，已被广泛用于解决各种环境问题。传统的光催化剂往往存在仅对紫外光有反应以及相应的光激发电子-空穴复合快速等缺点，导致此类光催化剂在可见光下显示出有限的藻类去除性能，这限制了它们的实际应用。并且，传统的光催化剂一般为粉末状，难回收，易造成二次污染，无法在实际水体环境中应用，因此，制备一种可见光下光催化性能强、稳定性好、光生电荷的分离效率高且易回收的光催化剂势在必行。

目前还未有的一种漂浮型BiVO₄/Ag₃VO₄水凝胶光催化剂及其制备的相关专利报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于去除水中藻类的漂浮型BiVO₄/Ag₃VO₄水凝胶光催化剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种漂浮型BiVO₄/Ag₃VO₄水凝胶光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）首先是BiVO₄的制备：制备浓度为1.84 M的硝酸溶液；接着，将0.02mol（9.8g）Bi(NO₃)₃·5H₂O加入到50mL的1.84M的硝酸溶液中，得到溶液A；再将0.02mol（2.34g）Na₃VO₄·12H₂O加入到50mL的1.84M的硝酸溶液中，得到溶液B。待A和B溶液充分溶解后，将两种溶液混合，并加入尿素，然后在95℃下搅拌；完成后用去离子水洗涤，并在80℃下干燥获得。

（2）然后是BiVO₄/Ag₃VO₄的制备：在超声条件下，将得到的0.3g BiVO₄分散在50mL超纯水中。在上述分散液中加入0.174g AgNO₃溶液，搅拌30min。之后将溶解在50mL水中的0.1368g Na₃VO₄·12H₂O滴加到上述溶液中，然后用0.1M NaOH溶液调整pH至10，最后在黑暗条件下搅拌6h，得到BiVO₄/Ag₃VO₄催化剂。

（3）最后是水凝胶光催化剂的制备：将2.5g PVA和0.3g海藻酸钠溶解在水中，在95℃水浴加热5h，得到透明均匀溶液；然后向该溶液中加入适量的BiVO₄/Ag₃VO₄光催化剂，快速搅拌3min，后加入0.5g中空玻璃微珠增强漂浮性和抗压强度，快速搅拌30s后，立即倒入模具中，在-20℃下冷冻6h，室温下解冻2h，再冷冻-解冻循环3次，得到漂浮型BiVO₄/Ag₃VO₄水凝胶光催化剂。