[发明专利]光催化剂及其制备方法、去除水中酚类化合物的方法

说明书

本发明涉及一种光催化剂及其制备方法、去除水中酚类化合物的方法。上述光催化剂的制备方法简单，即选择的三氧化二铋和上述过渡金属氧化物混合，焙烧，出料即可。其中，过渡金属氧化物的加入可以降低光催化剂的禁带宽度，并使光催化剂吸收波长向可见区移动，从而利于后续在光照下，降解水中的酚类化合物。经实验验证，上述光催化剂的禁带宽度低于传统的二氧化钛光催化剂，上述制得的新型光催化剂的催化活性相比于传统的光催化剂活性得到提高，且对酚类化合物的降解效率高。

技术领域

本发明涉及光催化剂领域，特别是涉及一种光催化剂及其制备方法、去除水中酚类化合物的方法。

背景技术

酚类化合物是一类很难降解的有机化合物，具有致癌、致畸、致变的潜在毒性，是炼油、炼焦、造纸、塑料、化工等工业废水中的主要污染物。传统的污水处理方法有物理法、化学法、生物法等，这些方法都因各自的局限性而不能很好地降解废水中的酚类化合物。

近年来，随着技术的发展，多相光催化技术可以有效地降解废水中的多种有机污染物，达到无害处理的要求，已在废水处理领域中显现出巨大的应用潜力。其中，光催化剂是多相光催化技术中重要的物质之一，其催化性能的好坏直接影响酚类化合物的降解。

传统多相光催化技术中常用的光催化剂为TiO₂，但由于TiO₂的带隙较宽，只能吸收波长387nm的紫外光，导致该种光催化剂的催化活性低且对酚类化合物的降解效率低，难以除去水中的酚类化合物。

发明内容

基于此，有必要针对传统的光催化剂的催化活性低且对酚类化合物的降解效率低的问题，提供一种能够提升光催化活性且能够提升对酚类化合物的降解效率的光催化剂及其制备方法、去除水中酚类化合物的方法。

一种光催化剂的制备方法，其包括如下步骤：

将三氧化二铋与过渡金属氧化物混合和焙烧，即得光催化剂，其中，所述过渡金属氧化物选自二氧化铈、三氧化二钇或五氧化二钒，其中，所述三氧化二铋与所述过渡金属氧化物的摩尔比为1:(0.2-1.2)。

上述光催化剂的制备方法简单，即选择的三氧化二铋和上述过渡金属氧化物混合，焙烧，出料即可。其中，过渡金属氧化物的加入可以降低光催化剂的禁带宽度，并使光催化剂吸收波长向可见区移动，从而利于后续在光照下，降解水中的酚类化合物。经实验验证，上述光催化剂的禁带宽度低于传统的二氧化钛光催化剂，上述制得的新型光催化剂的催化活性相比于传统的光催化剂活性得到提高，且对酚类化合物的降解效率高。

在其中一个实施例中，在将三氧化二铋与过渡金属氧化物混合的步骤中，是将三氧化二铋与过渡金属氧化物混合后研磨处理得到混合物。

在其中一个实施例中，在将三氧化二铋与过渡金属氧化物混合后研磨处理得到混合物的步骤中，研磨至混合物的平均粒径为2μm-8μm。

在其中一个实施例中，在将三氧化二铋与过渡金属氧化物混合和焙烧的步骤中，所述焙烧的温度为800℃-950℃，所述焙烧时间为6h-15h。

本发明还提供一种采用本发明任一项所述的光催化剂的制备方法制备得到的光催化剂。

本发明还提供一种去除水中酚类化合物的方法，其包括如下步骤：

向含酚类化合物的水中加入权利要求5中所述的光催化剂，混合均匀，光照条件下进行反应。

在其中一个实施例中，所述含酚类化合物的水中酚类化合物的浓度为30mg/L-60mg/L，所述光催化剂的加入量为150mg/L-300mg/L。

在其中一个实施例中，所述含酚类化合物的水中的酚类化合物为2,4-二氯苯酚和苯酚中的至少一种。

在其中一个实施例中，在光照条件下进行反应的步骤中，还包括鼓泡处理。