[发明专利]一种可见光下光催化还原Cr(VI)的方法

权利要求书

1.一种可见光下光催化还原Cr(VI)的方法，其特征在于采用非金属N和金属离子Fe³⁺共掺杂的N-Fe³⁺/TiO₂催化剂，在可见光下进行还原Cr(VI)的光催化反应，具体过程为：

(1)先将N-Fe³⁺/TiO₂催化剂加入到浓度为1～8mg/L的重铬酸钾溶液中搅拌均匀，然后用NaOH或HCl调节溶液pH，得到溶液pH值为3～9的混合液，其中混合液中N-Fe³⁺/TiO₂光催化剂的浓度为0～8g/L；

(2)将混合液倒入光催化反应器中，持续搅拌直至Cr(VI)在N-Fe³⁺/TiO₂催化剂表面及光催化反应器内表面达到吸附平衡；

(3)吸附达到平衡后，接通白炽灯管，可见光辐照强度为400～450mW/cm²，进行N-Fe³⁺/TiO₂还原Cr(VI)光催化反应，反应时间为50min，实现Cr(VI)的还原降解。

2.根据权利要求1所述见光下光催化还原Cr(VI)的方法，其特征在于所述N-Fe³⁺/TiO₂光催化剂以P25 TiO₂催化剂为载体，Fe(NO₃)₃·9H₂O和尿素为浸渍液，采用超声-浸渍法制备得到，具体制备过程如下：先称取5g TiO₂粉末置入100ml Fe(NO₃)₃·9H₂O和尿素的混合溶液，其中Fe(NO₃)₃·9H₂O的浓度0.05～0.2mol/L，尿素的浓度为0.1～0.5mol/L，再进行超声浸渍40～60min后离心分离20min得到固体产物，将离心得到的固体产物转移到马弗炉中，以200～400ml/min的流速通入氮气，在300～400℃下焙烧2～3h得到白色板结固体，然后将得到的白色板结固体轻微研磨，用去离子水清洗5次以上，最后将其转移到烘箱中，在90℃温度下烘干，轻微研磨，过一百目筛备用。

3.根据权利要求1所述见光下光催化还原Cr(VI)的方法，其特征在于所述光催化反应器的主体结构包括第一备用取样口、冷凝循环水出口、第二备用取样口、曝气孔、冷凝循环水入口、中部取样口、第三备用取样口、玻璃套管和反应器壳体；反应器壳体的最外层和最内层均安装有玻璃管，玻璃套管深入到反应器壳体的内部，用于保护白炽灯管；反应器壳体的上部左侧自上而下依次开有第一备用取样口、冷凝循环水出口和第二备用取样口，反应器壳体的右侧自下而上依次开有冷凝循环水入口、中部取样口和第三备用取样口，曝气孔设置在反应器壳体的底部，第一备用取样口、第二备用取样口、中部取样口、第三备用取样口和曝气孔均与反应器壳体最内层玻璃管相连；冷凝循环水入口和冷凝循环水出口均与反应器壳体最外层玻璃管相连。