[发明专利]利用零维黑磷量子点/一维管状氮化碳复合光催化剂处理重金属和有机污染物的方法

说明书

本发明公开了一种利用零维黑磷量子点/一维管状氮化碳复合光催化剂处理重金属和有机污染物的方法，该方法采用零维黑磷量子点/一维管状氮化碳复合光催化剂对重金属和有机污染物进行处理，其中零维黑磷量子点/一维管状氮化碳复合光催化剂包括一维管状氮化碳，一维管状氮化碳上修饰有零维黑磷量子点。本发明方法，通过采用零维黑磷量子点/一维管状氮化碳复合光催化剂对重金属和有机污染物进行处理，即可实现对重金属和有机污染物的有效去除，具有工艺简单、操作方便、对设备要求低、成本低、处理效率高、去除效果好、无二次污染等优点，有着很高的使用价值和很好的应用前景。

技术领域

本发明属于可见光催化领域，涉及一种利用零维黑磷量子点/一维管状氮化碳复合光催化剂处理重金属和有机污染物的方法。

背景技术

近几年来，“超级细菌”新闻频频跃入人们的视野中，使得人们开始意识到解决抗生素污水污染问题已经迫在眉睫。某些微生物和植物在新陈代谢过程中会分泌某种代谢产物，抑制周围生物的生长甚至致其死亡，人们便把这种代谢产物形象地称为抗生素。抗生素的发现以及应用，成功挽救了无数人的性命，保障了许多畜禽和水产生物的养殖经济效益，但抗生素的长期大量滥用也会危害环境和人类健康。盐酸土霉素又名盐酸氧四环素，属四环素类抗生素，在临床抗生抗炎方面被广泛应用，是高效的兽药，能够有效治病防病，曾被世界卫生组织认为是重要药物。进入机体内的盐酸土霉素和四环素会沉积在牙齿、骨骼上。长期摄入盐酸土霉素和四环素的人牙齿变黄，在临床上称为“四环素牙”。盐酸土霉素在动物体内代谢不良，会导致盐酸土霉素的前药或代谢物进入含水体系中，水生动物的吸收会大大增加盐酸土霉素进入人体的风险。因此，如何有效去除环境中以抗生素为典型代表的有机污染是现阶段急需解决的技术问题。

重金属被国际机构认定为强致癌物质。胎儿对重金属污染尤其敏感，长期暴露于高重金属水平环境下，会导致永久性智力发育障碍、听觉视觉发育障碍，机体运动和注意力出现问题。工业污水排放是重金属污染的主要来源之一，其中重金属Cr(Ⅵ)有较大的毒性，主要体现在它可以使生物大分子失活，影响体内氧化、水解、还原过程，使血红蛋白丧失携氧功能。铬酸盐(CrO₄^2-)和重铬酸盐(Cr₂O₇^2-)形式是六价铬Cr(Ⅵ)在水中最常见的存在形式。为了将高毒性的六价铬Cr(Ⅵ)还原成低毒性的三价铬Cr(Ⅲ)很有必要，通常使用的工业方法是在酸性条件下，投加过量还原剂，通过化学还原反应使Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ)，或是用电镀法将其除去，但这两种方法仍然有不足，化学还原法要求酸性还原条件，需要加入过量的酸和药品，工艺流程稍显复杂；电镀法虽然操作简便，但过程耗电，且对设备的维护更新有一定要求。因此，如何有效去除环境中以六价铬Cr(Ⅵ)为典型代表的重金属是现阶段急需解决的技术问题。

近年来，光催化技术作为一种环境友好，高效低成本的技术受到了广泛的关注。然而，现有光催化处理重金属和有机污染的方法仍然存在处理效率不高，其主要原因是现有光催化剂存在光催化活性不足、稳定性差等问题。另外，现有技术中采用的光催化剂存在制备过程复杂、耗时长、对环境产生二次污染等缺点。因此，获得一种光吸收能力强、光生载流子分离和迁移能力强、光催化活性高、稳定性好的光催化剂以及与之配套的工艺简单、操作方便、对设备要求低、成本低、处理效率高、去除效果好、无二次污染的处理环境中重金属和有机污染物的方法，对于有效去除环境中的重金属和有机污染物具有十分重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、操作方便、对设备要求低、成本低、处理效率高、去除效果好、无二次污染的利用零维黑磷量子点/一维管状氮化碳复合光催化剂处理重金属和有机污染物的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：