[发明专利]一种三元复合光催化剂及制备方法和应用

说明书

本发明涉及光催化剂，特指一种三元复合光催化剂及制备方法和应用。本发明以酵母菌作为炭源制得C/g‑C₃N₄载体，并在此载体上负载Cu₂WS₄得到具备较强光催化性能的Cu₂WS₄/C/g‑C₃N₄复合光催化剂；该光催化剂有助于提高催化剂的活性，利用可见光进行激发，与污染物分子接触，相互作用实现催化或转化效应，使周围的氧气及水分子激发成极具氧化力的自由负离子，从而达到降解环境中有害有机物质的目的，该方法不会造成资源浪费与附加污染的形成，且操作简便，成本较低，是一种绿色环保的高效处理技术。

技术领域

本发明涉及还原重金属六价铬(VI)的光催化剂，利用简单的水热和煅烧法合成Cu₂WS₄/C/g-C₃N₄复合光催化剂，并将所制备的Cu₂WS₄/C/g-C₃N₄复合光催化剂应用于可见光下还原重金属Cr(VI)和生物毒性研究。

背景技术

目前，铬被广泛应用于电镀、金属加工、制革、染料、钢铁和化工等工业。其中制革工业排放的含铬废水，铬含量可达410毫升/升，工业铬渣溶水后可以污染许多河系，因此，铬已被认为是一种重要的环境污染物质。铬通常以三价和六价形式存在于自然界，而在生物体中主要是Cr(III)，在水中则以Cr(VI)的形式存在，Cr(VI)对生物和人体的毒害作用很大，用含铬废水灌溉农田，铬离子可在土壤中积累，会抑制作物生长发育，因为累积过多，可与植物体内细胞原生质的蛋白质结合，使细胞死亡，更为重要的是过量的铬对人有致癌作用。人们一旦食用受污染的土地生产的农作物或是喝了受污染了的水，这些有毒的重金属就会进入人的体内，慢慢的沉积下来，对人类健康造成极大的威胁！长期食用受Cr(VI) 污染的水和食物，可导致骨痛病，Cr(VI)进入人体后，引起骨质软化骨骼变形，严重时形成自然骨折，以致死亡。因此，消除和减少Cr(VI)对环境和人类带来的问题已是科研工作者迫切需要解决的重大问题。

半导体光催化技术因反应条件温和，氧化能力强、廉价无毒、利用太阳能作为能源等优点成为了近几年的研究热点。在众多催化剂中，具有独特结构的石墨相g-C₃N₄由于能够吸收可见光，具有良好的热稳定性和化学稳定性且来源丰富，制备方法简单成为了目前研究的热点。然而，单一的g-C₃N₄仍然存在光生载流子易重组，催化活性较低等缺点。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种酵母炭修饰的 Cu₂WS₄/g-C₃N₄复合光催化剂及其制备方法，并考察了其还原水体中Cr(VI)的应用以及还原后的液体对大型溞的毒性，使制备得到的Cu₂WS₄/C/g-C₃N₄复合光催化剂不仅可以提高载流子分离效率，而且还有较强的催化性能且还原后溶液毒性减小。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种酵母炭修饰的Cu₂WS₄/g-C₃N₄复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1：酵母炭/g-C₃N₄的制备