[发明专利]一种固定式光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种固定式光催化剂及其制备方法和应用，属于水处理技术领域。本发明提供的固定式光催化剂的制备方法，包括以下步骤：将光催化剂粘附到玻璃纤维胶带上，得到固定式光催化剂。本发明将光催化剂利用玻璃纤维胶带固定化，得到的固定式光催化剂在保证光催化性能的基础上，可以实现光催化剂的高效回收利用，不仅避免了对水环境造成纳米材料的二次污染，而且光催化剂还可实现循环利用，降低了光催化技术的应用成本。因此，采用本发明方法制备的固定式光催化剂具有光催化效率高、应用稳定性好、易于回收利用等特点，能够广泛应用于水体中的有害藻的去除，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种固定式光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着人类对自然资源开发利用活动的日益增加，工农业生产规模飞速发展，造成了水体生态环境结构和功能的剧烈变化，水体富营养化现象十分严重，使得藻类异常繁殖，造成了水体的透明度和溶解氧量急剧降低，鱼类等大量死亡，严重破坏水体生态环境。在有害藻去除的方法中，光催化技术见效快、效率高，可以有效抑制水华藻的生长繁殖，甚至逐步降解藻细胞及藻毒素等有害代谢产物。但是传统的二氧化钛半导体光催化剂存在光谱响应范围窄、量子效率低及不易回收等不足，使其在实际应用中受到限制。

光催化技术在水处理上并未实现工业化，在工程应用方面存在的主要问题是悬浮体系中需要分离回收的光催化剂粉末相当一部分流失，而且回收的催化剂活性有所降低。因此，在保证较高光催化效率的前提下，如何有效解决光催化剂回收利用问题成为了光催化技术用于实际水体中的关键。光催化剂的固定负载技术是解决上述问题的有效途径。光催化剂固定的方法一般分为物理负载法和化学负载法，物理负载法不涉及化学反应，主要有粉体烧结法等，化学负载法利用前驱体水解，干燥煅烧而固载成膜。但是从目前的研究成果看，固定式光催化剂一般都比悬浮态的光催化剂光催化效率低，提高固定化光催化材料应用过程中的高效性和稳定性是光催化技术推广应用的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固定式光催化剂及其制备方法和应用，采用本发明的方法制备固定式光催化剂，在保证光催化性能的基础上，可以实现光催化剂的高效回收利用，不仅避免了对水环境造成纳米材料的二次污染，而且可实现光催化剂的循环利用，具有良好的稳定性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种固定式光催化剂的制备方法，包括以下步骤：将光催化剂粘附到玻璃纤维胶带上，得到固定式光催化剂。

优选的，所述粘附为单层粘附和/或多层粘附。

优选的，所述光催化剂的用量为0.5～1.5mg/cm²。

优选的，所述光催化剂为可见光响应的光催化剂。

本发明提供上述技术方案所述制备方法制备得到的固定式光催化剂，包括玻璃纤维胶带和粘附在玻璃纤维胶带表面的光催化剂。

本发明提供了上述方案所述固定式光催化剂在光催化去除藻类中的应用。

优选的，所述应用包括以下步骤：

将固定式光催化剂与含藻类的水体混合，在光照条件下进行光催化反应。

优选的，所述藻类的OD₆₈₀值为0.1～0.3，细胞个数为(1.0～4.0)×10⁶cell/mL，叶绿素浓度为0.2～0.9mg/L。

优选的，以固定式光催化剂中光催化剂的质量计，所述固定式光催化剂在水体中的浓度为0.1～0.3g/L。

优选的，所述光催化反应在搅拌条件下进行，所述搅拌的速率为300～500rpm。