[发明专利]复合光催化剂及其制备方法和含有抗生素废水的处理方法

说明书

本发明涉及功能复合光催化剂技术，公开了一种复合光催化剂及其制备方法和含有抗生素废水的处理方法。该复合光催化剂包括由多个纳米薄片形成的花状结构和附着在所述花状结构的表面的氮化碳量子点，所述纳米薄片由碳酸盐自掺杂碳酸氧铋以及钨酸铋形成且呈多孔状。该复合光催化剂的制备方法包括：在反应溶剂中，将碳酸盐自掺杂碳酸氧铋前驱体与钨酸铋前驱体混合得到花状结构前驱体，将花状结构前驱体与氮化碳量子点前驱体混合后经预处理得到混合液I；将混合液I进行热反应，使得氮化碳量子点附着在花状结构的表面。该复合光催化剂具有光催化活性高、光催化稳定性好、光响应范围广、对抗生素去除率高、可重复利用性好的优点。

技术领域

本发明涉及功能复合光催化剂技术，具体地，涉及一种复合光催化剂，一种复合光催化剂的制备方法，以及一种含有抗生素废水的处理方法。

背景技术

近年来，基于半导体材料的光催化技术能彻底去除污染物，具有独特的优越性，其得到了广泛的关注。光催化剂材料的发展在光催化技术发展中起着至关重要的作用，因为光催化反应主要发生在光催化剂材料的表面，光催化剂材料的性质决定了光催化反应的性能。光催化反应过程利用太阳能使得半导体材料处理环境中无机或者有机污染物的光催化技术，已经成为一种非常有前景的环境修复技术，尤其是可见光响应的半导体光催化材料的发展，更进一步促进半导体材料光催化技术在环境修复领域中的发展和应用。

在可见光响应的催化剂方面，钙钛矿的碳酸氧铋引起了人们的广泛关注。但是，由于石碳酸氧铋的禁带宽度为3.2eV，使得其仅仅只对紫外光响应，而太阳光中紫外光较少，无法充分的利用太阳光，不利于提高碳酸氧铋材料对环境中污染物的催化降解效果。

因此，如何获得一种光催化活性高、光催化稳定性好、光响应范围广的含有碳酸氧铋的复合光催化剂对于提高污染物的催化降解效果具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的钙钛矿材料的催化降解效果差的问题，提供一种复合光催化剂及其制备方法和含有抗生素废水的处理方法，该复合光催化剂具有光催化活性高、光催化稳定性好、光响应范围广、对抗生素去除率高、可重复利用性好的优点。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种复合光催化剂，该复合光催化剂包括由多个纳米薄片形成的花状结构和附着在所述花状结构的表面的氮化碳量子点，所述纳米薄片由碳酸盐自掺杂碳酸氧铋以及钨酸铋形成，且呈多孔状。

优选地，所述氮化碳量子点与所述花状结构的重量比为1：7-12。

优选地，所述花状结构中碳酸盐自掺杂碳酸氧铋与钨酸铋的摩尔比为1：0.1-0.5。

本发明第二方面提供一种复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)在反应溶剂中，将碳酸盐自掺杂碳酸氧铋前驱体与钨酸铋前驱体混合得到由多个纳米薄片形成的花状结构前驱体，将所述花状结构前驱体与氮化碳量子点前驱体混合后经预处理得到混合液I；

(2)将步骤(1)得到的所述混合液I进行热反应，使得氮化碳量子点附着在花状结构的表面，得到氮化碳量子点修饰的碳酸盐自掺杂碳酸氧铋/钨酸铋花状纳米复合材料，即为所述复合光催化剂。

优选地，步骤(1)中，所述花状结构前驱体中碳酸盐自掺杂碳酸氧铋与钨酸铋的摩尔比为1：0.1-0.5。

优选地，所述碳酸盐自掺杂碳酸氧铋前驱体与钨酸铋前驱体混合的过程包括：将含有硝酸铋、尿素和柠檬酸钠的混合溶液I与含有钨酸钠和硝酸铋的混合溶液II进行混合搅拌。

优选地，所述混合溶液I中硝酸铋的浓度为30-50mmol/L，尿素的浓度为70-90mmol/L，柠檬酸钠的浓度为150-170mmol/L；所述混合溶液II中钨酸钠的浓度为3-8mmol/L，硝酸铋的浓度为5-15mmol/L。

优选地，所述混合溶液I与所述混合溶液II的体积比为1:0.2-2。