一種添加納米級貴金屬的光觸媒及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種添加納米級貴金屬的光觸媒及其制備方法，屬于光催化材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]光觸媒是一種納米級的金屬氧化材料(如二氧化鈦)，它涂布于基材的表面，在光線的作用下，產(chǎn)生強(qiáng)烈催化降解功能:能有效地降解空氣中有毒有害氣體，能有效殺滅多種細(xì)菌，并能將細(xì)菌或真菌釋放出的毒素分解及無害化處理。同時(shí)還具備除臭，抗污等功能。
[0003]眾所周知，光觸媒在光線的作用下會產(chǎn)生強(qiáng)烈催化降解功能。所謂光線的作用下是指光線中只占到4%?5%的紫外線才能產(chǎn)生強(qiáng)烈催化降解功能。而絕大多數(shù)的光觸媒對紫外線以外的可見光和紅外光均不起作用，這大大的限制了光觸媒應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種添加納米級貴金屬的光觸媒及其制備方法，本發(fā)明添加了稀有貴金屬，可使光觸媒在可見光的光線下起到催化降解功能，擴(kuò)大了應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用的范圍；成本低廉，制備簡單，易于擴(kuò)大生產(chǎn)。
[0005]本發(fā)明提供的添加納米級貴金屬的光觸媒的制備方法，包括如下步驟:1)將納米級光觸媒水溶液與納米級貴金屬混合，得到添加納米級貴金屬的光觸媒水溶液；
[0006]2)將所述添加納米級貴金屬的光觸媒水溶液與稀土和鐵酸鋅的混合物的水溶液混合，攪拌升溫，然后冷卻；
[0007]3)向步驟2)處理的所述添加納米級貴金屬的光觸媒水溶液中加入硅藻泥混合，即得到添加納米級貴金屬的光觸媒的水溶液。
[0008]上述的方法中，所述納米級光觸媒的粒徑為O?lnm，但不包括零；
[0009]所述納米級光觸媒為二氧化鈦；
[0010]所述納米級貴金屬的粒徑為O?lnm，但不包含零；
[0011]所述納米級貴金屬為納米銀。
[0012]上述的方法中，所述納米級光觸媒水溶液的質(zhì)量百分濃度為0.05?5%，具體可為5% ;
[0013]所述納米級光觸媒與所述納米級貴金屬的質(zhì)量比可為1:0.05?0.10，具體可為1:0.05ο
[0014]上述的方法中，所述稀土和鐵酸鋅的混合物的水溶液中，所述稀土的質(zhì)量百分濃度可為0.1?20%，具體可為0.5%，所述鐵酸鋅的質(zhì)量百分濃度可為0.1?10%，具體可為 0.25% ；
[0015]所述納米級光觸媒、所述稀土與所述鐵酸鋅的質(zhì)量比可為1:0.01?2:0.01?1，具體可為 I:0.1:0.05 或 I:0.01 ?0.2:0.01 ?0.1 ;
[0016]所述納米級光觸媒與所述硅藻泥的質(zhì)量比可為1:0.01?0.05，具體可為1:0.05ο
[0017]上述的方法中，所述稀土和鐵酸鋅的混合物的水溶液的制備方法，包括如下步驟:將所述稀土和所述鐵酸鋅與去離子水混合，放入攪拌機(jī)中，以3000r/min攪拌均勻；
[0018]所述去離子水的pH值為中性。
[0019]上述的方法中，步驟2)中，所述攪拌升溫的溫度由10?30°C升至80?85°C，具體可由25°C升至80?85°C ；
[0020]所述攪拌升溫的時(shí)間可為不大于15min，具體可為5?1min或5min ；
[0021]所述冷卻的溫度可為10?30 °C，具體可為25 °C。
[0022]上述的方法中，步驟3)中，所述混合的時(shí)間可為3?lOmin，具體可為5min。
[0023]本發(fā)明還提供了上述方法制備的添加納米級貴金屬的光觸媒。
[0024]本發(fā)明添加納米級貴金屬的光觸媒應(yīng)用于紫外光、可見光和/或紅外光的光線下催化降解。
[0025]本發(fā)明添加納米級貴金屬的光觸媒具體催化降解的應(yīng)用為重金屬無機(jī)廢水中除去重金屬、制藥廢水中除去藥物、煉油廠含油廢水中除去廢油、印染廢水中除去染料和殺菌中至少一種。
[0026]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0027]本發(fā)明添加了稀有貴金屬，可使光觸媒不僅在紫外光下期催化降解作用，而且在可見光或紅外光的光線下起到催化降解功能，擴(kuò)大了其應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用的范圍。本發(fā)明應(yīng)用于重金屬無機(jī)廢水中除去重金屬、制藥廢水中除去藥物、煉油廠含油廢水中除去廢油、印染廢水中除去染料或殺菌。本發(fā)明成本低廉，制備簡單，易于擴(kuò)大生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0029]下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0030]實(shí)施例1、制備添加納米銀的光觸媒
[0031]I)將質(zhì)量為50g的二氧化鈦(T12)制成小于I納米的透明水溶液，其中1102的濃縮液質(zhì)量百分濃度為5%，向其中添加2.5g納米銀，混合均勻，得到添加納米銀的光觸媒水溶液。
[0032]2)取出PH值為中性的去離子水作為稀釋液體，向去離子水中添加5g的稀土，2.5g的鐵酸鋅，得到混合液，其中稀土的質(zhì)量百分濃度為0.5%，鐵酸鋅的質(zhì)量百分濃度為
0.25%，放入攪拌機(jī)以每分鐘3000轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速攪拌均勻備用。
[0033]3)在25°C條件下，將步驟I)得到的添加納米銀的光觸媒水溶液加入步驟2)中混合液中(相當(dāng)于50g 二氧化鈦、1g稀土和5g的鐵酸鋅混合)，在攪拌機(jī)攪拌時(shí)逐步加入，從25°C加熱到80?85°C，攪拌升溫時(shí)間為5min ;然后再冷卻至25°C。
[0034]4)向步驟3)處理的添加納米銀的光觸媒水溶液中加入2.5g硅藻泥，在25°C條件攪拌5min，即得到本發(fā)明添加納米銀的光觸媒。
[0035]本發(fā)明添加納米銀的光觸媒的應(yīng)用:
[0036]1、重金屬無機(jī)廢水試驗(yàn):
[0037]重金屬無機(jī)廢水中Cr6+ (鉻)、Hg (水銀)和Pb (鉛)的濃度均為80mg/L，在體積10ml的重金屬無機(jī)廢水中投放0.7g本發(fā)明添加納米銀的光觸媒，光照(紫外光)3小時(shí)，三種重金屬的去除率為99.9%。
[0038]2、制藥廢水試驗(yàn):
[0039]I)含頭孢曲松的濃度為500mg/L的制藥廢水中，1000ml投放2.5g本發(fā)明添加納米銀的光觸媒，紫外光光照5小時(shí)，頭孢曲松的分解率為93.4%。
[0040]2)含阿奇霉素的濃度為500mg/L的制藥廢水中，加入10g/L的本發(fā)明添加納米銀的光觸媒，紫外光光照30分鐘，分解率為98.7%。
[0041]3、煉油廠含油廢水試驗(yàn):
[0042]每L含油廢水中加入1.5g的本發(fā)明添加納米銀的光觸媒，光照4小時(shí)，COD (化學(xué)需氧量)分解率為92.5%，去油率為98.5 %。
[0043]4、印染廢水試驗(yàn):
[0044]每L含對偶氮類染料、蒽醌類染料、三芳甲烷和菁系、苯基和胺基中至少I種的印染廢水中，加入1.5g的本發(fā)明添加納米銀的光觸媒，脫色分解率均為95%以上，COD分解率為 90%?100%。
[0045]5、殺囷試驗(yàn):
[0046]將每L泳池水中，加入0.05g的本發(fā)明添加納米銀的光觸媒，殺菌率達(dá)92%以上。
[0047]上述應(yīng)用，本發(fā)明添加納米銀的光觸媒對不同的污染物質(zhì)處理加入量不同，光照的時(shí)間也不同，結(jié)果說明本發(fā)明添加納米銀的光觸媒去除污染物質(zhì)效果好。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種添加納米級貴金屬的光觸媒的制備方法，包括如下步驟:1)將納米級光觸媒水溶液與納米級貴金屬混合，得到添加納米級貴金屬的光觸媒水溶液； 2)將所述添加納米級貴金屬的光觸媒水溶液與稀土和鐵酸鋅的混合物的水溶液混合，攪拌升溫，然后冷卻； 3)向步驟2)處理的所述添加納米級貴金屬的光觸媒水溶液中加入硅藻泥混合，即得到添加納米級貴金屬的光觸媒的水溶液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述納米級光觸媒的粒徑為O?lnm，但不包括零； 所述納米級光觸媒為二氧化鈦； 所述納米級貴金屬的粒徑為O?lnm，但不包含零； 所述納米級貴金屬為納米銀。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述納米級光觸媒水溶液的質(zhì)量百分濃度為0.05?5% ; 所述納米級光觸媒與所述納米級貴金屬的質(zhì)量比為1:0.05?0.10。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:所述稀土和鐵酸鋅的混合物的水溶液中，所述稀土的質(zhì)量百分濃度為0.1?20 %，所述鐵酸鋅的質(zhì)量百分濃度為0.1?10% ； 所述納米級光觸媒、所述稀土與所述鐵酸鋅的質(zhì)量比為1:0.01?2:0.01?I ; 所述納米級光觸媒與所述娃藻泥的質(zhì)量比為1:0.01?0.05。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:所述稀土和鐵酸鋅的混合物的水溶液的制備方法，包括如下步驟:將所述稀土和所述鐵酸鋅與去離子水混合，放入攪拌機(jī)中，以3000r/min攪拌均勾； 所述去離子水的PH值為中性。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:步驟2)中，所述攪拌升溫的溫度由10?30°C升至80?85°C ； 所述攪拌升溫的時(shí)間為不大于15min ; 所述冷卻的溫度為10?30°C。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:步驟3)中，所述混合的時(shí)間為 3 ?1min08.權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法制備的添加納米級貴金屬的光觸媒。9.權(quán)利要求8所述的光觸媒在紫外光、可見光和/或紅外光的光線下催化降解中應(yīng)用。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于:所述催化降解的應(yīng)用為重金屬無機(jī)廢水中除去重金屬、制藥廢水中除去藥物、煉油廠含油廢水中除去廢油、印染廢水中除去染料和殺菌中至少一種。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種添加納米級貴金屬的光觸媒及其制備方法。其制備方法，包括如下步驟：1)將納米級光觸媒水溶液與納米級貴金屬混合，得到添加納米級貴金屬的光觸媒水溶液；2)將所述添加納米級貴金屬的光觸媒水溶液與稀土和鐵酸鋅的混合物的水溶液混合，攪拌升溫，然后冷卻；3)向步驟2)處理的所述添加納米級貴金屬的光觸媒水溶液中加入硅藻泥混合，即得到添加納米級貴金屬的光觸媒的水溶液。本發(fā)明添加了稀有貴金屬，可使光觸媒在紫外光、可見光和/或紅外光的光線下起到催化降解功能，擴(kuò)大了應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用的范圍。本發(fā)明應(yīng)用于重金屬無機(jī)廢水中除去重金屬、制藥廢水中除去藥物、煉油廠含油廢水中除去廢油、印染廢水中除去染料或殺菌。
【IPC分類】C02F1/32, C02F1/30, B01J23/50
【公開號】CN105148906
【申請?zhí)枴緾N201510393980
【發(fā)明人】孫梓譯
【申請人】幸福陽光（北京）生態(tài)技術(shù)有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月7日