[发明专利]一种用于污水处理的硫化锌复合光催化剂及制备方法

说明书

本发明涉及污水处理领域，公开了一种用于污水处理的硫化锌复合光催化剂及制备方法。特征是：（1）将食用菌的菌渣粉碎后再氮气的保护下进行炭化处理，冷却后先后采用酸洗去离子水漂洗，干燥后制得生物质炭；（2）将生物质炭、醋酸锌、硫代乙酰胺、十六烷基三甲基溴化铵、蒸馏水，先进行超声分散后微波水热反应，制得用于污水处理的负载于生物质炭上的硫化锌复合光催化剂。本发明制得的复合光催化剂与普通硫化锌光催化剂相比，比表面积大，吸附能力强，光催化活性好，光催化降解效率高，并且便于回收再利用，同时有效实现了变废为宝，环保性好，制备工艺简单，可规模化推广生产，并广泛用于污水处理领域。

技术领域

本发明涉及污水处理领域，公开了一种用于污水处理的硫化锌复合光催化剂及制备方法。

背景技术

我国的经济在近些年得到了快速的发展，但是与此同时也对环境造成了一定的污染。在全球的水资源日益紧缺的形势下，对于污水的处理就显得尤为重要。将污水进行处理之后，可以对其进行循环使用，可有效减少水资源的消耗。水处理技术利用相关的技术手段对污水进行净化，使其可以继续使用，所以水处理技术在我国未来的发展中具有广阔的发展前景。

目前常用的污水处理技术有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，吸附法，离子交换法，光催化氧化法和电渗分析法等。其中吸附法是普遍采用的污水处理技术，能除去大部分这些难降解的有机物，此外，吸附法对游离氯及一些微量金属如汞、银、铬、锑、砷等具有比较高去除率；光催化氧化技术是近年来发展极为迅速的一种高效绿色污水处理技术，受到国内外各界的关注。

在污水处理吸附技术中，生物质炭的多孔结构和表面丰富的含氧官能团使得生物质炭具有较强的吸附有毒物质的能力，而近年来废弃实用菌进行无害化处理及二次利用方面的研究开展的越来越多，生物质炭便是非常重要的一项。在光催化技术中，硫化锌半导体光催化剂其优异的光催化性能，可以用于降解有机污染物，特别对水中有毒重金属离子可进行有效光还原。单一的污水处理技术往往因本身局限性而难以发挥有效作用，因而对综合应用多种污水处理技术的研究成为发展的必然趋势。

中国发明专利申请号201410145147.X公开了一种磁性生物炭量子点复合物吸附剂及其制备方法和使用方法，该制备方法以磁性生物炭为载体，在磁性生物炭上负载硫化物或硒化物纳米吸附剂，制成具有高吸附容量的离子交换纳米吸附剂。使用时，将吸附剂直接浸入富含重金属离子的溶液中，利用吸附剂上的无害金属离子与重金属离子的交换，将液相中的重金属离子吸附到吸附剂上，达到液相除重金属的目的。与现有技术相比，此发明具有吸附容量大、吸附速率快等优点，适用于燃煤烟气、有色金属冶炼烟气以及其他涉重金属行业的废水除重金属治理。

中国发明专利申请号201710404902.5公开了一种固相制备硫化锌-活性炭复合材料的方法，属于纳米材料制备领域。该方法是将醋酸锌、十二烷基硫酸钠、硫代乙酰胺和活性炭在室温条件下依次混合研磨反应，实现了硫化锌-活性炭复合材料的低热固相合成。此发明制备硫化锌-活性炭复合材料的低热固相化学法具有操作简单、不使用溶剂、高产率、成本低、合成工艺简单等特点；且此发明制备的硫化锌-活性炭复合材料具有大的比表面积和高的反应活性，将在光电器件、光催化等领域具有潜在的应用前景。

根据上述，现有方案中硫化锌光催化剂的光生载流子复合速率高，光催化效率低、光催化剂的稳定性差，重复利用率低等问题，限制了硫化锌光催化剂的使用，而传统的复合光催化剂的制备技术复杂，另外，废弃食用菌对生态环境的不利影响愈发突出，急需寻找无害化处理并二次利用的新技术，本发明提出了一种用于污水处理的硫化锌复合光催化剂及制备方法，可有效解决上述技术问题。

发明内容

目前应用较广的硫化锌光催化剂存在光生载流子复合速率高，光催化效率低，光催化剂的稳定性差，重复利用率低，重复利用率低等缺点，以及废弃食用菌对生态环境的不利影响日益突出。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：