[发明专利]一种利用石墨炔改性磷酸银复合光催化剂处理2-萘酚废水的方法

说明书

本发明公开了一种利用石墨炔改性磷酸银复合光催化剂处理2‑萘酚废水的方法，该方法是采用石墨炔改性磷酸银复合光催化剂对2‑萘酚废水进行处理，其中石墨炔改性磷酸银复合光催化剂是以石墨炔纳米片为载体，石墨炔纳米片上负载有磷酸银颗粒。本发明方法，采用的石墨炔改性磷酸银复合光催化剂具有高效的催化活性，可在较短时间内实现对水体中2‑萘酚废水的降解去除，其中利用石墨炔改性磷酸银复合光催化剂降解2‑萘酚废水时能够在太阳光条件下光照12min后将其完全降解去除，具有工艺简单、成本低廉、处理效率高、去除效果好、绿色无污染等优点，有着非常好的应用前景。

技术领域

本发明属于半导体材料光催化应用、环保技术领域，涉及一种利用石墨炔改性磷酸银复合光催化剂处理2-萘酚废水的方法。

背景技术

2-萘酚是工业生产中重要的染料中间体及有机化工原料，常用于用于制造吐氏酸、丁酸、β-萘酚-3-甲酸以及偶氮染料。也是橡胶防老剂、选矿剂、杀菌剂、防霉剂、防腐剂、防治寄生虫和驱虫药物等的原料。毒理和苯酚相似，并且具备更强的腐蚀剂。对皮肤有强烈刺激作用。易于经皮肤吸收，对血液循环和肾脏有毒害作用，还能引起眼角膜损伤。作为重要的化工原料，其生产量巨大，产生的废水量大而且具有毒性大、有机物浓度高、含盐量高、颜色较深、可生化性差以及对人体和环境危害作用较大等特征。但是，目前由2-萘酚废水的排放所引起的一系列的环境污染问题仍未得到有效的解决。

涉及2-萘酚废水处理的现有的技术，如发明专利CN 2016102681139，名称“一种2-萘酚高盐高浓度有机物废水资源化工艺及系统”，首先通过萃取结晶工序将2-萘酚废水加入萃取结晶釜，在33-80℃温度下，加入废水质量10-40％的萃取溶剂，通过萃取结晶工艺回收萘磺酸盐回用生产，在400-840℃条件下，高温氧化有机物生产无水硫酸钠。发明专利CN2019102881707，名称“萘酚生产中母液废水循环利用的工艺”，将萘酚生产中的母液废水，经过提取其中部分硫酸盐后的提取母液或经过提取其中部分萘磺酸盐和部分硫酸盐后的提取母液，直接或间接返回生产工艺系统用于中和反应。这些技术存在诸多不足：(1)工艺复杂，废水中有机物的氧化需要400～840℃的高温，耗能大，废气排放导致二次污染；(2)发明专利CN 2019102881707主要实现2-萘酚生产废水中的萘磺酸盐和硫酸盐等物质的回收，并未涉及2-萘酚的终端处理，因此废水中的2-萘酚并不能被有效降解去除或矿化。

光催化技术以其反应条件温和、能直接利用太阳能转化为化学能的优势，成为一种在能源和环境领域极具应用前景的绿色技术，其关键在于如何获得一种合适的光催化剂。然而，现有光催化材料，如大多数半导体光催化剂在可见光区域的光催化活性仍不理想，这阻碍了光催化技术的进一步发展和应用。因此研究和开发高效可见光光催化剂是解决这一技术瓶颈的关键。在众多具有可见光活性的催化剂中，磷酸银(Ag₃PO₄)表现出优异的有机污染物降解能力。Ag₃PO₄独特的能带位置使其价带中的光生空穴具备强氧化能力，可以直接氧化和降解污染物，但是Ag₃PO₄单体的光催化效率有待进一步提高，此外其光腐蚀较为严重，而光腐蚀的根本原因是光生电子-空穴对的复合过程远快于捕获-转移的过程，这使得Ag⁺被光生电子还原成银单质，破坏Ag₃PO₄晶体结构，降低光吸收性能，从而使光催化活性降低，重复利用性变差，这严重阻碍了它的推广应用。因此，如何克服现有磷酸银材料中存在的光生电子-空穴对分离效率低、光催化活性差、重复利用性差等问题，对于实现对2-萘酚废水的有效处理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、成本低廉、处理效率高、去除效果好、绿色无污染的利用石墨炔改性磷酸银复合光催化剂处理2-萘酚废水的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：