[发明专利]累托石/氧化亚铜/二氧化钛复合光催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种累托石/氧化亚铜/二氧化钛复合光催化剂及其制备和应用。

背景技术

近年来，我国湖泊水库等缓流水体富营养化问题日益突出。随着湖泊富营养化的加剧，藻类大量生长，影响饮用水水质，已成为多种疾病发生的重要诱发因素，将成为制约我国社会和国民经济持续发展的重大环境问题。因此，充分利用自然条件进行污染物的治理是近年来环境保护的趋势。

在所有淡水藻类中，毒性最强、污染范围最广的为蓝藻门，尤其其中的微囊藻属、鱼腥藻属、束丝藻属和颤藻属，是淡水中常见的有潜在危害性的藻类。在现有的除藻及降解藻毒素的技术中，光催化技术是唯一能利用自然光和水体中溶解氧的方法。目前研究较多的光催化技术主要有Fenton体系和半导体光催化技术，赤铜矿氧化亚铜(Cu₂O)是一种典型的典型的金属缺位的P型半导体光催化材料，能在可见光激发下将水体过饱和的溶解氧转化成为H₂O₂，为铁基天然矿物异相光-Fenton体系提供H₂O₂的来源，但Cu₂O存在着电子-空穴易复合、易产生阴极腐蚀等问题，局限了Cu₂O在实际中的应用。TiO₂是目前应用最广泛的n型半导体光催化剂，禁带宽带3.2eV，自然界中有金红石型锐钛矿型和板钛矿型三种晶型结构。纳米TiO₂粒子在紫外光照下产生电子-空穴对，空穴能分解周围的水产生活性羟基自由基(·OH)，因而显示出极强的氧化能力，但TiO₂只能被紫外光激发，应用到自然水体中需要外加光源，大大增加了能耗。因此进一步探索新型光催化剂对水环境治理具有重要意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种累托石/氧化亚铜/二氧化钛复合光催化剂，其制备工艺简单，原料价格低廉，拥有高效的杀藻效率并可吸附去除水华环境下的污染物，适合推广应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种累托石/氧化亚铜/二氧化钛复合光催化剂，包括以下组分或含量：累托石、二氧化钛、硫酸铜溶液、抗坏血酸溶液和氢氧化钠溶液，其中累托石的质量占累托石、二氧化钛与硫酸铜溶液中的硫酸铜总质量的20～40％；二氧化钛的质量占累托石、二氧化钛与硫酸铜溶液中的硫酸铜总质量的20～40％；抗坏血酸溶液中抗坏血酸的质量占累托石、二氧化钛与硫酸铜溶液中的硫酸铜总质量的20～50％；氢氧化钠溶液中的氢氧化钠的质量占累托石、二氧化钛、硫酸铜溶液中硫酸铜、抗坏血酸溶液中的抗坏血酸总质量的30～80％。

按上述方案，所述硫酸铜溶液的浓度为0.3～1.0mol/L；

按上述方案，所述抗坏血酸溶液的浓度为0.5～4.5mol/L。

按上述方案，所述氢氧化钠溶液的摩尔浓度为0.5～2.5mol/L。

上述一种累托石/氧化亚铜/二氧化钛复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

在容器中加入累托石和硫酸铜溶液，搅拌混合均匀，加入抗坏血酸溶液搅拌均匀，再加入二氧化钛进行搅拌，然后在超声搅拌条件下慢慢加入30～50℃的氢氧化钠溶液，经超声、离心、水洗、醇洗、烘干，所得产物经研磨，即得所述的累托石/氧化亚铜/二氧化钛光催化剂。

按上述方案，所述累托石和硫酸铜溶液的搅拌时间为20～40min，加入二氧化钛搅拌时间为20～40min。

按上述方案，超声条件下的搅拌温度为30～50℃，时间为20～40min。

按上述方案，所述烘干温度为40～60℃。

根据上述方案制得的累托石/氧化亚铜/二氧化钛复合光催化剂在水处理中的应用。

根据上述方案制得的累托石/氧化亚铜/二氧化钛复合光催化剂在水华处理中的应用。

本发明的原理为：