CN101455973B - 一种可用于去除水体中酚类内分泌干扰物的光催化剂的制备方法 - Google Patents

一种可用于去除水体中酚类内分泌干扰物的光催化剂的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101455973B
CN101455973B CN2009100764902A CN200910076490A CN101455973B CN 101455973 B CN101455973 B CN 101455973B CN 2009100764902 A CN2009100764902 A CN 2009100764902A CN 200910076490 A CN200910076490 A CN 200910076490A CN 101455973 B CN101455973 B CN 101455973B
Authority
CN
China
Prior art keywords
biox
preparation
phenols
photochemical catalyst
photocatalyst
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2009100764902A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101455973A (zh
Inventor
黄�俊
余刚
常晓峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Priority to CN2009100764902A priority Critical patent/CN101455973B/zh
Publication of CN101455973A publication Critical patent/CN101455973A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101455973B publication Critical patent/CN101455973B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

本发明公开了水处理技术和环境功能材料领域一种可用于去除水体中酚类内分泌干扰物的卤化氧铋BiOX(X＝Cl，Br或I)光催化剂的制备方法。具体步骤为：以NaBiO3为氧化剂，卤化氢水溶液为还原剂，通过简单的浸渍、固-液分离以及干燥等步骤即可获得具有片状微观结构的BiOX光催化剂。光催化实验结果表明该类光催化剂在氙灯光源照射下均表现出一定的光催化活性，在相同的反应条件下，去除效果均优于已商业化的光催化剂P25。其中BiOI光催化剂由于具有较窄的禁带宽度，可充分利用可见光的能量，反应3小时后对4-叔-辛基酚，4-壬基酚，五氯酚钠以及双酚A等四种酚类内分泌干扰物的去除率均大于50％，对五氯酚钠的去除率高达95％以上。

Description

一种可用于去除水体中酚类内分泌干扰物的光催化剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种可用于去除水体中酚类内分泌干扰物的光催化剂制备方法，属于水处理技术和环境功能材料领域。
背景技术
以壬基酚为代表酚类内分泌干扰物广泛存在于空气、水、土壤、食物和生物体中，可通过多种途径被人体摄入，严重干扰体内荷尔蒙(激素)的正常功能，造成代谢紊乱、出生缺陷、生长发育障碍等严重危害，并且对后代造成一系列负面效应。常规的污水处理工艺不能有效地去除这类内分泌干扰物，同时由于很多酚类内分泌干扰物(例如壬基酚)具有很强的亲脂增水性而容易被吸附在污泥中，导致污水处理和污泥处置过程成为该类污染物及其降解产物进入环境的主要途径。由于其对生物体的强烈的负面效应，尤其是内分泌干扰性，酚类内分泌干扰物对环境和生态系统可能造成的危害已引起越来越多的关注。
光催化技术可充分利用廉价并且“绿色”的太阳光来有效的降解有机污染物，是解决目前全球性的环境恶化和能源危机的一个重要途径。已有的研究多采用TiO2光催化降解酚类内分泌干扰物，但TiO2只能吸收波长小于387nm的紫外光，而在可见光照射下没有光催化活性。由于太阳光中只有不足4％的光能为紫外光，而人造紫外光源能耗大、成本高、稳定性差，因此研制新的可见光响应的光催化剂、利用空气中的氧作为氧化剂来有效降解有毒有机污染物成为光催化领域的关键科学问题。
具有层状结构的卤化氧铋BiOX材料作为一种新型光催化剂已经引起人们的关注，其中BiOBr和BiOI光催化剂可吸收部分可见光的能量实现光催化反应。迄今为止，已有较多该类催化剂的合成方法被报道，如水热法，溶剂热法，电纺丝法，微乳法，超声化学法等。但是上述方法合成手段较为复杂，需要借助外界设备(如水热高压反应釜，超声机等)，且制备周期较长，难以实现短时间的大量制备。因此，开发出一种简便、快速制备卤化氧铋BiOX光催化剂的方法，并在可见光下用其光催化分解酚类内分泌干扰物，对于环境内分泌干扰物的控制具有重要的意义。
发明内容
本发明提出了一种应用于去除水体中酚类内分泌干扰物的卤化氧铋BiOX光催化剂制备方法。
一种可用于去除水体中酚类内分泌干扰物的光催化剂的制备方法，以铋酸钠作为氧化剂，盐酸作为还原剂，通过简单的浸渍、固-液分离以及干燥等步骤即可获得BiOX光催化剂。
所述方法的具体步骤为：
1)室温下，将1g铋酸钠浸入20ml水和20ml乙醇的混合溶液中；
2)在持续搅拌的情况下，分别滴加8ml的盐酸，氢溴酸或氢碘酸，继续搅拌0.5h后，过滤；
3)将过滤后的产物放置空气中于50℃下干燥4小时，即可获得BiOX光催化剂。
所述X为Cl，Br或I。
所述盐酸，氢溴酸和氢碘酸的重量百分比分别为37％，40％和45％。
本发明具有以下优点：
(1)本发明所述的BiOX光催化剂制备方法用料简单，且来源较为广泛；备，大大降低了制备成本；
(3)本发明所述的BiOX光催化剂制备工艺可实现短时间内的大量制备。
附图说明
图1为BiOCl(a)，BiOBr(b)和BiOI(c)的扫描电镜照片。
图2为BiOX对4-叔-辛基酚，4-壬基酚，五氯酚钠以及双酚A光催化去除率图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来进一步说明本发明，其中部分制备条件仅是作为典型情况的说明，并非对本发明的限定。
(一)制备实施例
实施例1
1)室温下，将1g铋酸钠浸入20ml水和20ml乙醇的混合溶液中；
2)在持续搅拌的情况下，分别滴加8ml的盐酸(37wt％)，氢溴酸(40wt％)或氢碘酸(45wt％)，继续搅拌0.5h后，过滤；
3)将过滤后的产物放置空气中于50℃下干燥4小时，即可获得BiOX(其中X为Cl，Br或I)光催化剂。
从图1(a)，图1(b)和图1(c)中可以看出，BiOX(X＝Cl，Br或I)类催化剂具有片状的微观形貌，厚度分别集中在87±20，35±6和68±15nm，晶粒尺寸分别集中在690±110，600±100和150±60nm。
此外，X射线多晶衍射分析表明BiOX(X为Cl，Br或I)类催化剂晶体属四方晶系，空间群为p4/nmm(129)；漫反射光谱分析表明其禁带宽度分别为3.19，2.75和1.76eV。
尽管本发明是在各优选实施例中被描述，但是本领域的熟练技术人员容易
尽管本发明是在各优选实施例中被描述，但是本领域的熟练技术人员容易理解本发明不局限于上述描述，它可被以多种其它方式进行变化或改进，而不脱离本发明权利要求中阐明的精神和范围，例如采用水和甲醇作为液相反应介质，或者同时加倍投放制备实施例中所提及的氧化剂和还原剂的用量等，按以本发明所述方法制备的催化剂也能获得相同的结果。
(二)试验实施例
实施例1
(1)光催化性能测试方法：
在容积为250ml的石英光催化反应器中，以浓度30ppm，体积为150ml的4-叔-辛基酚(式1)，4-壬基酚(式2)，五氯酚钠(式3)以及双酚A(式4)水溶液(除PCP-Na外，水溶液中均含体积分数为30％的甲醇)为目标物(结构式见表1)，选用500W的氙灯作为光源，在反应温度为20±3℃、总压力为1个大气压下，采用本发明所述的BiOX(X为Cl，Br或I)催化剂进行了光催化降解酚类内分泌干扰物的试验，同时还选用了已商品化的纳米TiO2光催化剂(商品名：P25)作为比较，催化剂用量为4g/L，反应时间3小时。反应3小时后，从反应器中取出4ml水样，并经中速定性滤纸过滤，利用高效液相色谱分别检测滤液里四种物质的浓度(色谱检测条件见表2)。
(2)光催化性能评价：
图2为BiOX(X为Cl，Br或I)光催化剂对4种典型内分泌干扰物的光催化去除率图，光催化降解数据(催化剂用量为4g/L，反应时间3小时)见表3。从图2中可以看出，该类光催化剂在氙灯光源照射下均表现出一定的光催化活性，在相同的反应条件下，去除效果均优于已商业化的光催化剂P25。其中BiOI光催化剂由于具有较窄的禁带宽度，可充分利用可见光的能量，反应3小时后，对4-叔-辛基酚，4-壬基酚，五氯酚钠以及双酚A等四种酚类内分泌干扰物的去除率均大于50％，对五氯酚钠的去除率高达95％以上(表3)。
表1四种典型酚类内分泌干扰物的分子结构式
Figure G2009100764902D00051
表2四种典型酚类内分泌干扰物的色谱检测条件
Figure G2009100764902D00052
表3四种典型酚类内分泌干扰物的降解率
Figure G2009100764902D00053

Claims (2)

1.一种可用于去除水体中酚类内分泌干扰物的光催化剂的制备方法，以铋酸钠作为氧化剂，盐酸作为还原剂，通过简单的浸渍、固-液分离以及干燥步骤即可获得BiOX光催化剂，其特征在于，所述方法的具体步骤为：
1)室温下，将1g铋酸钠浸入20ml水和20ml乙醇的混合溶液中；
2)在持续搅拌的情况下，分别滴加8ml的盐酸，氢溴酸或氢碘酸，继续搅拌0.5h后，过滤；
3)将过滤后的产物放置空气中于50℃下干燥4小时，即可获得BiOX光催化剂，所述X为Cl，Br或I。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述盐酸，氢溴酸和氢碘酸的重量百分比分别为37％，40％和45％。
CN2009100764902A 2009-01-05 2009-01-05 一种可用于去除水体中酚类内分泌干扰物的光催化剂的制备方法 Active CN101455973B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100764902A CN101455973B (zh) 2009-01-05 2009-01-05 一种可用于去除水体中酚类内分泌干扰物的光催化剂的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100764902A CN101455973B (zh) 2009-01-05 2009-01-05 一种可用于去除水体中酚类内分泌干扰物的光催化剂的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101455973A CN101455973A (zh) 2009-06-17
CN101455973B true CN101455973B (zh) 2010-11-10

Family

ID=40767262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009100764902A Active CN101455973B (zh) 2009-01-05 2009-01-05 一种可用于去除水体中酚类内分泌干扰物的光催化剂的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101455973B (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101857382B (zh) * 2010-05-07 2011-08-10 华中师范大学 一种片状碘氧化铋纳米薄膜电极的制备方法
CN101879455B (zh) * 2010-07-07 2011-12-21 太原理工大学 一种光催化剂氯氧铋的制备及其应用
CN102503050B (zh) * 2011-12-20 2013-04-03 清华大学 强化内分泌干扰物去除的人工复合土层处理系统
CN102735735B (zh) * 2012-06-29 2014-07-09 华中师范大学 功能化碘氧化铋纳米片状阵列光电有机磷农药生物传感器及制备
CN103252244B (zh) * 2013-04-17 2015-04-15 太原理工大学 一种可见光响应型氯氧铋光催化剂的制备及其应用方法
EP3030347B1 (en) 2013-08-05 2019-03-20 Yissum Research Development Company of The Hebrew University of Jerusalem Ltd. Photocatalysts based on bismuth oxyhalide, process for their preparation and uses thereof
US9399576B2 (en) * 2014-01-14 2016-07-26 King Fahd University Of Petroleum And Minerals 450 nm visible light-induced photosensitized degradation of rhodamine B molecules over BiOBr in aqueous solution
CN104773908B (zh) * 2015-03-27 2016-09-14 天津大学 一种含内分泌干扰物酸洗废水的处理装置及工艺方法
CN107308961B (zh) * 2017-06-07 2020-08-14 华南师范大学 一种碘掺杂纳米Bi4O5Br2可见光催化剂、制备方法及其应用
CN107970946B (zh) * 2017-11-24 2019-11-01 南京大学 一种粉末催化材料、含磁性聚噻吩纳米复合光催化材料的制备及应用
CN107973343B (zh) * 2018-01-18 2019-08-06 蚌埠学院 一种室温固相化学反应制备纳米三氧化二铋的方法
CN110841668B (zh) * 2019-11-08 2021-09-28 苏州大学 碘氧化铋/氧化锌复合材料及其制备方法与在压电-光催化去除有机污染物中的应用
CN111437854B (zh) * 2020-05-08 2021-08-06 中国环境科学研究院 一种碘氧化铋/碳化硼催化剂及其制备方法和应用
CN113877609B (zh) * 2021-10-14 2023-03-10 中国科学技术大学 花状碘氧化铋材料的应用及水中有机污染物的处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101455973A (zh) 2009-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101455973B (zh) 一种可用于去除水体中酚类内分泌干扰物的光催化剂的制备方法
Qiu et al. Enhanced visible-light-driven photocatalytic degradation of tetracycline by 16% Er3+-Bi2WO6 photocatalyst
CN102921416B (zh) 一种纳米复合光催化材料及其制备方法
CN102963934B (zh) 钨酸铋量子点及其与石墨烯复合材料的制备方法
Samsudin et al. Exploring the role of electron-hole scavengers on optimizing the photocatalytic performance of BiVO4
CN1799690A (zh) AgTO2型复合氧化物可见光响应光催化材料及其应用
CN110624566B (zh) CuInS2量子点/NiAl-LDH复合光催化剂的制备方法及其应用
Wu et al. Facile fabrication of Bi2WO6/biochar composites with enhanced charge carrier separation for photodecomposition of dyes
Gao et al. Enhanced photocatalytic activation of peroxymonosulfate by CeO2 incorporated ZnCo–layered double hydroxide toward organic pollutants removal
CN106268953A (zh) 一种氧化石墨烯和含铈配位聚合物的棒状多孔复合材料及其制备方法
CN104176763A (zh) 一种特殊结构纳米氧化铜薄膜及其制备方法和应用
Katsumata et al. Dual Z-scheme heterojunction g-C3N4/Ag3PO4/AgBr photocatalyst with enhanced visible-light photocatalytic activity
CN111545246A (zh) 一种纳米复合光催化剂AgCl/ZIF-8的制备方法及由此制得的纳米复合光催化剂
CN106179304A (zh) 一种具备光催化还原性能的CeO2‑TiO2纳米复合材料的制备方法
Cong et al. Fabrication of electrochemically-modified BiVO4-MoS2-Co3O4composite film for bisphenol A degradation
CN107983336A (zh) 一种镨掺杂钨酸铋光催剂及其制备方法
Fei et al. Facile preparation of visible light-sensitive layered g-C3N4 for photocatalytic removal of organic pollutants
Liang et al. Bagasse cellulose-based S-type Bi2O3/Zn3In2S6 photocatalyst for efficient and stable degradation of 2, 4-dichlorophenol under visible light
Zhang et al. Construction of novel 0D/2D AgI/CAU-17 heterojunction with excellent photocatalytic performance by in situ deposition-precipitation
Hanafi et al. An overview of recent developments on semiconductor catalyst synthesis and modification used in photocatalytic reaction
Fei et al. Visible-light-driven AgI/Bi4O5I2 S-scheme heterojunction for efficient tetracycline hydrochloride removal: Mechanism and degradation pathway
CN108404948A (zh) 一种(BiO)2CO3-BiO2-x复合光催化剂及其制备方法和应用
CN110201687A (zh) 一种BiOX/ZnSn(OH)6复合光催化剂及其制备和应用
CN107986330A (zh) 一种Bi5O7I纳米片状材料及其制备方法和应用
He et al. The photocatalytic extraction of U (VI) by CdS/g-C3N4 cellulose film

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20090617

Assignee: Sino German (Beijing) Environmental Research Institute Co Ltd

Assignor: Tsinghua University

Contract record no.: 2013990000392

Denomination of invention: Preparation method of photocatalyst for removing phenols incretion interferent in water

Granted publication date: 20101110

License type: Exclusive License

Record date: 20130715

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
EM01 Change of recordation of patent licensing contract

Change date: 20140506

Contract record no.: 2013990000392

Assignee after: Limited by Share Ltd (Beijing) environmental monitoring and analysis

Assignee before: Sino German (Beijing) Environmental Research Institute Co Ltd

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
EM01 Change of recordation of patent licensing contract

Change date: 20140506

Contract record no.: 2013990000392

Assignee after: Limited by Share Ltd (Beijing) environmental monitoring and analysis

Assignee before: Sino German (Beijing) Environmental Research Institute Co Ltd

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model