[发明专利]一种可见光辅助的芬顿助催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种可见光辅助的芬顿助催化剂及其制备方法和应用，该芬顿助催化剂由硫化镉锌固溶体构成。基于包含镉、锌、硫三种元素的固溶体助催化剂，使用乙酸锌、氯化镉和硫代乙酰胺通过简单的溶剂热方法制成。实验证明本发明的助催化剂具有形貌良好、光芬顿助催化性能优异、可多次循环使用等多重优良特性，有望在污水处理中发挥重要作用，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及芬顿助催化剂领域，尤其是涉及一种可见光辅助的芬顿助催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

近几十年来，来自纺织、印刷、塑料、食品、化妆品等不同行业废水的排放逐渐增多。目前，降解废水的技术主要有：光催化、生物降解、吸附等，但往往受到光利用率低、成本高、效率低的限制。

芬顿催化由于其催化效率高，催化条件温和，对设备要求低而备受关注。但在多年的实践中，传统的芬顿催化技术也暴露出了对双氧水和二价铁的利用率低，产生大量难处理的铁泥，催化不完全等缺点。

可见光或助催化剂的加入都可以明显提高铁离子的循环，从而提高催化剂的利用率并减少铁泥的产生。光辅助的芬顿助催化法利用光催化和芬顿助催化的耦合作用，加速铁离子的循环，提高降解效率。经检索，关于含有Zn, Cd, S的固溶体的芬顿助催化剂的制备与应用的文章还未见报道。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种合成工艺简单，材料廉价易得，能有效提高催化效果的可见光辅助的芬顿助催化剂及其制备方法和应用。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案一是：一种可见光辅助的芬顿助催化剂，该芬顿助催化剂由硫化镉锌固溶体构成。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案二是：一种如上所述的可见光辅助的芬顿助催化剂的制备方法，按以下步骤进行：

S1:将CdCl₂和Zn(Ac)₂•2H₂O溶解在乙二胺溶液中得到溶液A，将TAA溶解在另一份乙二胺溶液中形成溶液B，磁力搅拌溶液A，并将溶液B逐滴加入到处于搅拌状态的溶液A中；

S2:搅拌一段时间后得到混合溶液，将混合溶液转入高压釜内，进行热处理后得到混合体；

S3:对混合体依次进行洗涤、真空干燥后得到干燥产物，将干燥产物研磨后即得到芬顿助催化剂。

进一步的，所述溶液A和溶液B所用的乙二胺溶液体积比为2:1。

进一步的，所述CdCl₂中的Cd元素和Zn(Ac)₂•2H₂O中的Zn元素的摩尔比为0.3-0.7:0.3-0.7，CdCl₂中的Cd元素和Zn(Ac)₂•2H₂O中的Zn元素的和的值与TAA中的S元素的摩尔比为1:4。

进一步的，步骤S2中，搅拌时间为2h。

进一步的，步骤S3中，热处理的温度为180℃，热处理时间为24h。

进一步的，步骤S3中，真空干燥的温度为60℃，时间为12h。

进一步的，所述CdCl₂中的Cd元素、Zn(Ac)₂•2H₂O中的Zn元素和TAA中的S元素的摩尔比为0.3:0.7:4。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案三是：一种如上所述的芬顿助催化剂在降解罗丹明B染料中应用：降解罗丹明B染料时使用如权利要求1所述的芬顿助催化剂。