[发明专利]Er3+:Y3Al5O12/TiO2复合膜及其在催化降解有机染料中的应用

说明书

技术领域

本发明属于光催化水处理材料领域，具体地涉及一种具有可见光高光催化活性的Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂/TiO₂复合膜及其在催化降解有机染料中的应用。

背景技术

环境保护与发展经济息息相关，保护人类的有限资源是保持经济持续发展的基础条件，在我国，环境保护已列为改革和发展的十大战略任务之一，其中水资源保护是环境保护的重大课题。目前，我国江河污染日趋严重，已到了必须治理的时候。水资源的浪费、破坏和污染使江河中的鱼类不能生存，特别是饮用水的标准，这种被称之为环境污染中的水污染，如不能得到有效控制和治理，不仅影响人类的健康，而且将严重阻碍经济的健康发展。工业废水是污染水体环境的最大污染源，而印染行业则是工业废水排放大户，据不完全统计，全国印染废水每天排放量为300-400万立方米。印染废水具有水量大、有机污染物含量高、悬浮物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水。

针对工业废水的的特点，一般通过沉淀法、吸附法、中和法、混凝法、氧化法、活性污泥、生物转盘、生物转筒和生物接触氧化法等处理。光催化降解是一种稳定有效的处理工业废水的途径，一般使用的是纳米TiO₂作为催化剂，而且TiO₂薄膜的应用更是去除了TiO₂粒子反应结束后需要离心分离的步骤，更加简便快捷，提高了整体的工作效率。但对于TiO₂作为光催化剂本身也有其不可克服的缺点和不足，由于TiO₂宽的禁带宽度（Eg＝3.2 eV），只能吸收紫外光（l＝387 nm）而被激发，遗憾的是在太阳光中，紫外光的成分相当低，只占4.0-5.0％左右，而占大部分的红外光（45 ％）和可见光（50％）则不能被利用，导致太阳能的利用率极低，从而不能得到较高的光利用率。

发明内容

为了解决纳米TiO₂作为处理工业污染废水的首选催化剂光催化效率不高，且必须采用波长小于387 nm的紫外光照射的问题，本发明提供一种将上转换紫外发光材料Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂与TiO₂复合、可提高光催化效率的Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂/TiO₂复合膜。

本发明的另一目的是提供一种Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂/TiO₂复合膜在催化降解有机染料中的应用。

本发明采用的技术方案是：Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂/TiO₂复合膜及其在催化降解有机染料中的应用：

Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂/TiO₂复合溶胶，取质量比为0.2~0.4:1的Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂纳米粉末和TiO₂溶胶，搅拌均匀，静置，得目标产物Er³⁺:Y₃Al₅O₁₂/TiO₂复合溶胶。