[发明专利]一种ZnO/g-C3N4臭氧复合催化剂的制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种ZnO/g‑C₃N₄臭氧复合催化剂的制备方法与应用，所述制备方法包括如下步骤：提供一第一溶液，所述第一溶液包括ZnO、g‑C₃N₄以及分散剂，所述ZnO及g‑C₃N₄在所述第一溶液中分散均匀；搅拌蒸干所述第一溶液，除去所述第一溶液中的分散剂，得到混合物；将所述混合物烘干，研磨，高温煅烧，得到ZnO/g‑C₃N₄臭氧复合催化剂。本发明ZnO/g‑C₃N₄臭氧复合催化剂可用于催化臭氧氧化有机污染物；本发明将ZnO与C₃N₄复合材料用于臭氧催化过程，有效降低了传统金属臭氧催化剂反应后金属离子的溶出，提高了催化剂的反应活性和稳定性。

技术领域

本发明属于水污染治理技术领域，尤其涉及一种ZnO/g-C₃N₄臭氧复合催化剂的制备方法与应用。

背景技术

随着人口数量的日益增长，人们对于人工合成的农药的需求越来越大，大量的农药被生产、销售并用于抵抗病虫害、除草及促进农作物生长。阿特拉津又名为莠去津(ATZ)，是一种中等偏低毒性的除草剂，在全世界已经被广泛的使用。据统计，2007年我国对阿特拉津的需求量在5000吨以上。由于大部分农药具有中等的环境持久性，农药的长期大量使用会造成环境水体的微污染。近年来不断有报道地表水和饮用水中ATZ检出事件，现有的研究证明ATZ会影响动物的生殖功能，它被列为环境荷尔蒙的可疑物质，扰乱内分泌，是潜在的致癌物。

臭氧作为一种强氧化剂，因为具有较高的氧化还原电位而被广泛应用于废水处理工艺中。臭氧氧化有机物可通过两种途径，一是臭氧直接氧化有机物；二是依靠臭氧与水接触后生成反应速率更快、氧化性更强的羟基自由基(·OH)进行间接氧化。通常情况下，·OH对有机污染物的降解没有选择性且氧化彻底，臭氧与有机物的反应选择性较强，在低剂量和短时间内不可能完全矿化有机污染物，特别是对一些持久性有机污染物。为了高效彻底的去除水中的有机物，寻求解决臭氧选择性和利用率低的方法变得尤为重要，特别是从增加反应体系的·OH的量入手。与单独臭氧化相比，催化臭氧化作为一种高级氧化技术成为近年来污水深度处理领域的研究热点。臭氧催化技术有效的克服了单独臭氧氧化降解水中有机污染物降解效能不高、臭氧利用率低下等局限，有效提高了臭氧的利用效率和有机污染物的降解效果与速度，同时降低了投资运行成本。但传统的金属臭氧催化剂存在反应后金属离子溶出，造成催化剂活性降低，因此探究新型复合催化剂来提高催化剂活性和稳定性是催化臭氧氧化的关键问题。

发明内容

针对现有技术中的上述缺陷，本发明的主要目的在于提供一种ZnO/g-C₃N₄臭氧复合催化剂的制备方法与应用，本发明将ZnO与C₃N₄复合材料用于臭氧催化过程，有效降低了传统的金属臭氧催化剂反应后金属离子溶出，提高了催化剂的反应活性和稳定性。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种ZnO/g-C₃N₄臭氧复合催化剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：

提供一第一溶液，所述第一溶液包括ZnO、g-C₃N₄以及分散剂，所述ZnO及 g-C₃N₄在所述第一溶液中分散均匀；

搅拌蒸干所述第一溶液，除去所述第一溶液中的分散剂，得到混合物；

将所述混合物烘干，研磨，高温煅烧，得到ZnO/g-C₃N₄臭氧复合催化剂。