[发明专利]一种垃圾电厂烟气脱汞光催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种垃圾电厂烟气脱汞光催化剂的制备方法。用于垃圾电厂烟气净化，它公开了将g‑C₃N₄的前驱体有机物置于管式真空炉中高温煅烧，煅烧时通入惰性气体制得出一种富含N的g‑C₃N₄粉末，并以此为基底。利用两步法，通过精准控制温升速率和水热时间生成BiOIO₃沉积于g‑C₃N₄表面形成二维片层状复合光催化剂。将反应后的物质，经过离心洗涤、过滤、烘干、研磨制备得到可见光响应良好的光催化剂。通过模拟烟气脱汞室验平台测试，在可见光光照射条件下，元素汞催化氧化脱除效率达90％以上。本方法制备的催化剂性质稳定、可见光响应状态好，同时催化剂回收性能好，条件精准可控、用途较多，易于工业化生产制备。

技术领域

本发明涉及催化材料领域，尤其涉及一种垃圾电厂烟气脱汞催化剂的制备方法。具体来说是一种高光催化活性二维片层状石墨相碳化碳掺杂碘酸氧铋的制备方法。

背景技术

随着环保要求越来越高，大城市的垃圾电厂面临运营效率的问题，小城市的垃圾电厂也面临在线排放监管的要求。其中脱除垃圾焚烧电厂烟气中的重金属汞是必须直接面对的问题。重金属汞作为一种剧毒物质，具有高挥发性、易在生物体内和食物链中永久富集等性质，环境和人体健康造成极大的危害，对其排放控制已引起广泛的重视。垃圾焚烧电厂烟气脱汞现行的处置方式是在反应塔出口烟道喷入消石灰和活性炭粉末，烟气中未去除完的酸性污染物与消石灰继续反应去除，重金属汞和二噁英等有害物质则被活性炭吸附。此种技术相对来说处理简单，存在的问题是吸附效率较低，只有通过大量喷射才能有效去除。并且使用过的活性炭是一种危险废弃物，需要花掉高额费用交给危废公司处置。采用光催化氧化技术是目前较为前沿言的脱汞技术。利用此发明的制备方法可以将光催化剂与活性炭耦合利用，达到高效脱除重金属的目的，同时也能有效降解一部分二噁英。

g-C₃N₄作为一种具有可见光响应能力、低能带带隙和高稳定性的非金属半导体而被广泛研究。但是未处理的g-C₃N₄比表面积较小、量子效率较低等因素限制了其进一步的工业应用。BiOIO₃因其多层结构和内部极性场的存在，具有较好的载流子分离能力。但现有的改性方法依旧未能有效解决BiOIO₃高载流子复合率的问题，大大影响了 BiOIO₃的光催化活性。因而对研究改性BiOIO₃，降低其复合率，以及类似的层状催化剂的改性降低复合率，展现更好的光催化活性，具有重要的实际应用意义。

发明内容

过多或者过少的掺杂量均不利于光催化反应进行，当碘酸氧铋的量较低时，纳米复合物不能提供足够多的异质结，从而降低光催化效率；另一方面，当碘酸氧铋的量比较多时，会降低可见光的吸收，同时过多的缺陷容易成为空穴电子对的复合中心。

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种垃圾电厂烟气脱汞光催化剂的制备方法，调控BiOIO₃的生成与g-C₃N₄形成二维片层状复合催化剂，达到最佳光催化效率。所述的这种垃圾电厂烟气脱汞光催化剂的制备方法要解决现有技术手段脱除垃圾电厂烟气汞的效果不佳、成本高昂，有二次污染的技术问题。

本发明提供了一种垃圾电厂烟气脱汞光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：取适量g-C₃N₄的前驱体置于氧化铝陶瓷坩埚中，在管式真空炉中高温煅烧，管式真空炉中通入惰性气体，以5℃-10℃每分钟的温升升到250℃-350℃，继续升温至550℃保温2至3个小时，煅烧完毕等其自然冷却至室温，取产物研磨成粉末备用。