[发明专利]一种提高光催化剂在污水处理中稳定性的方法

说明书

本发明属于污水处理方法的技术领域，提供了一种提高光催化剂在污水处理中稳定性的方法。该方法通过制备硒化钼粗晶体并提纯，解离制得硒化钼量子点溶液，进一步与配制的聚三氟氯乙烯溶液混合，制得混合液，经真空干燥、粉碎及过筛，制得聚三氟氯乙烯包覆硒化钼量子点的光催化剂，加入污水中进行催化降解，可实现提高光催化剂稳定性的目的。与传统方法相比，本发明所得光催化剂的耐高温、耐腐蚀性能好，在污水中分散均匀，稳定性高，光催化活性和催化效果好，可广泛用于污水处理中，并且整个工艺过程较为简单，使用方便，成本较低，可推广应用。

技术领域

本发明属于污水处理方法的技术领域，提供了一种提高光催化剂在污水处理中稳定性的方法。

背景技术

半导体光催化氧化技术作为一种新型的废水处理技术，在环保等领域具有广阔的应用前景。常用半导体氧化物光催化材料有二氧化钛、三氧化钨、氧化锌等及其复合物。随着研究的深入和发展，人们不断研究和开发新型的光催化材料，如具有层状结构，隧道结构，分子筛光催化剂以及组装纳米半导体光催化剂等光催化材料，其中基于量子效应的量子点在太阳能电，发光器件，光学生物标记等领域具有广泛的应用前景，作为光催化剂在污水处理中也广泛使用。

量子点，又称纳米晶，是准零维的纳米材料，是一种由II－VI 族或III－V族元素组成的纳米颗粒。量子点的粒径一般介于1～10nm之间，由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构，受激后可以发射荧光。其具有的表面效应、量子尺寸效应、介电限域效应和宏观量子隧道效应以及由此派生出的特殊光、电性质，是性能极为优异的光催化剂。

但众所周知的是，半导体量子点在光催化使用过程中的光腐蚀现象一定程度上影响了他们的实际应用，并且对环境可能产生不良危害。尽管人们已经使用牺牲剂来保护半导体催化剂，但光腐蚀问题仍然是困扰半导体在光催化领域应用的一大难题。因此，抑制量子点在光催化过程中的腐蚀，对于量子点在光催化中的使用寿命，提高光催化效率，促进其有效应用有非常重要的理论和实际意义。

目前国内外在制备和提高量子点催化剂，尤其是高稳定性量子点催化剂方面已取得了一定成效。其中赵婷婷等人发明了一种提高钙钛矿量子点稳定性的方法（中国发明专利申请号201611036575.4），步骤如下：（1）制备钙钛矿量子点；将制备的钙钛矿量子点分散在甲苯溶液中备用；（2）在一定温度下，将一定量的羧基苯溶解于一定体积的甲苯中得到羧基苯的甲苯饱和溶液；（3）将步骤（1）中制备的钙钛矿量子点甲苯溶液加入步骤（2）羧基苯的甲苯饱和溶液中，搅拌均匀，混合物在室温下缓慢冷却以完成结晶；（4）抽滤步骤（3）混合物得到钙钛矿量子点—羧基苯晶体，用正己烷洗涤除去表面量子点，此发明采用简单的方法提高钙钛矿量子点稳定性，荧光可保持长时间不淬灭，为杂化钙钛矿量子点材料的应用奠定良好基础；此发明具有通用性，可以扩展到其他油相合成量子点和硫系量子点。另外，毕恩兵等人发明了一种高氮掺杂石墨烯与类富勒烯硒化钼空心球纳米复合材料及其制备方法（中国发明专利申请号201410391018.9），通过将溶解于水和乙二醇的钼源、硒源和低氮掺杂石墨烯充分混合后，在作为活性剂的二乙烯三胺作用下进行溶剂热反应，使得类富勒烯MoSe₂空心球均匀生长到石墨烯上的同时低氮掺杂石墨烯被深度掺杂，得到高氮掺杂石墨烯‐类富勒烯MoSe₂空心球纳米复合材料，此发明通过溶剂热原位生长的方法，得到纳米复合材料，此方法操作简单，成本低，能够在光催化、太阳能电池和超级电容器领域得以有效应用。

可见，现有技术中的量子点光催化剂在使用中光腐蚀现象明显，严重影响了光催化活性和光催化效果，同时存在易团聚，透光性能差、耐温性能和稳定性差，并且传统解决技术过程繁杂而效果不佳。

发明内容