CN103055902A

CN103055902A - 一种可见光响应复合光催化剂及其制备方法和应用

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Publication number: CN103055902A
Application number: CN2012105833934A
Authority: CN
Inventors: 王齐; 邹钢; 姜家浩; 郭丝丝; 俞柯军; 徐媛媛
Original assignee: Zhejiang Gongshang University
Current assignee: Zhejiang Gongshang University
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: CN103055902B

Abstract

本发明公开了一种可见光响应复合光催化剂及其制备方法和应用，制备方法包括：将TiO₂、KBr和KI加入去离子水中，搅拌的同时缓慢滴加AgNO₃和氨水形成的银氨溶液，搅拌反应制得亮黄色乳状沉淀，然后将所述亮黄色乳状沉淀过滤、烘干后在特定温度下煅烧即得。取含六价铬Cr(VI)的废水，向所述废水中加入空穴捕获剂，再将所述可见光响应光催化剂加入到所述废水中，调节所述废水的pH值，分散均匀后用可见光照射。本发明利用微弱可见光或直接利用太阳光处理含Cr(VI)废水，大大提高对太阳能的利用率，降低污水处理能耗。

Description

一种可见光响应复合光催化剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，具体涉及一种可见光响应复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

重金属铬是制革、印染、电镀等行业必不可少的原料，同时也是一种致癌物，为国际公认的重点污染物，更是我国重点控制对象。铬污染治理是世界性的环保难题，其技术核心是将可溶、易迁移、高毒性的六价铬Cr(VI)还原为毒性小100倍、易于配位沉淀的三价铬Cr(III)，并进行综合利用。

光催化技术是一种新兴、很有前途的方法，能在紫外光照射下还原去除重金属Cr(VI)(Chenthamarakshan C R and Rajeshwar K.Heterogeneousphotocatalytic reduction of Cr(VI)in UV-irradiated titania suspensions：Effectsof protons，ammonium ions，and other interfacial aspects.Langmuir，2000，16：2715.Wang X，Phekonen S O，Ray A K.Removal of aqueous Cr(VI)by acombination of photocatalytic reduction and coprecipitation.Ind Eng ChemRes，2004，43：1665.)。然而，目前大部分研究都集中在紫外光区，只能利用占太阳光总能量4％左右的紫外光，而以可见光(约占太阳光总能量50％)为驱动力的研究较少，对太阳能的利用率较低。一般通过染料敏化TiO₂(Kyung H K，Lee J S，Choi W Y.Simultaneous and synergistic conversionof dyes and heavy metal ions in aqueous TiO₂ suspensions under visible-lightillumination.Environ Sci Technol，2005，39：2376.)、底物与TiO₂表面形成电荷转移络和物(Wang N，Zhu L H，Deng K J，She Y B，Yu Y M，TangH Q.Visible light photocatalytic reduction of Cr(VI)on TiO₂ in situ modifiedwith small molecular weight organic acids.Appl Catal B：Environ，2010，95：400.Kim G and Choi W Y.Charge-transfer surface complex of EDTA-TiO₂and its effect on photocatalysis under visible light.Appl Catal B：Environ，2010，100：77.)两种形式吸收可见光，实现可见光照射下Cr(VI)和有机物协同削减。

但这些研究中TiO₂催化剂本身无法被可见光激发，只能在特定有机污染物共存时对Cr(VI)还原有较佳的效果，适用范围较窄。因此，对TiO₂催化剂进行表面修饰改性或掺杂，使其具有可见光响应，在可见光照射下源源不断的产生活性物种(电子、空穴、羟基/超氧自由基等)，有望实现Cr(VI)还原和各种有机污染物同时去除。

近年来，银基催化剂引起研究者广泛的关注。中科院胡春课题组(HuC，Hu X，Wang L，Qu J，Wang A.Visible-light-induced photocatalyticdegradation of azodyes in aqueous AgI/TiO₂ dispersion.Environ Sci Technol，2006，40：7903.)首次报道将AgI负载到TiO₂表面，实现可见光照射下降解偶氮染料。曹静(曹静，罗邦德，林海莉，王俊恩，陈士夫.AgI/TiO₂催化剂的焙烧处理及其可见光催化活性.环境化学，2011，30：983)等也发现高温焙烧处理能拓宽AgI/TiO₂在可见光区的吸收范围，提高光催化氧化降解染料甲基橙的活性。山东大学黄柏标课题组发展了新型等离子体AgAgX高效复合光催化材料(Wang P，Huang B，Qin X，Zhang X，DaiY，Wei J，Ma W.AgAgCl：a highly efficient and stable photocatalyst activeunder visible light.Angew Chem Int Ed，2008，47：7931.)，其光谱吸收范围涵盖整个可见光区域，以至于近红外，使其具有非常好的光催化抑菌和染料降解效果。

然而，目前研究多关注有机污染物的氧化降解，还原性能的研究较少。由于光生空穴和电子是同时产生的，分别对应氧化和还原反应，而导致有机物氧化降解的活性物种一般为光生空穴、超氧/羟基自由基等，其中超氧自由基源于光生电子和氧气的还原反应，羟基自由基由光生空穴氧化水或由超氧自由基经双氧水岐化反应得到。由于光催化还原Cr(VI)主要涉及光生电子的还原反应，因此，催化剂的还原性能与光催化氧化性能显著不同，无法从已有的研究中推测。此外，目前银基催化剂含Ag量较高(≥15％)，催化剂制备成本昂贵，所用光源功率也较高(≥300W)，发射强光(80～300mW/cm²)，远高于太阳光辐射到地球表面的平均功率(约43mW/cm²)。对太阳能的利用率非常低，限制了光催化应用于实际废水处理的发展进程。

发明内容

本发明提供了一种可见光响应复合光催化剂及其制备方法和应用，利用微弱可见光或直接利用太阳光处理含Cr(VI)废水，大大提高对太阳能的利用率，降低污水处理能耗。

一种可见光响应复合光催化剂的制备方法，包括：

将TiO₂和KI加入去离子水中，搅拌的同时缓慢滴加AgNO₃和氨水形成的银氨溶液，搅拌反应制得亮黄色乳状沉淀，然后将所述亮黄色乳状沉淀过滤、烘干后煅烧即得所述可见光响应复合光催化剂。

本发明对室温制备的AgI/TiO₂(AgI以β和γ两种形式共存)进行煅烧处理，促进β-AgI晶相比例的提高，β-AgI相比γ-AgI于对微弱可见光有更高的吸收，导致更高的微弱可见光催化还原活性。在微弱可见光的照射下，具有优良可见光响应的β-AgI和电子传递性能的TiO₂复合制成的β-AgI/TiO₂将水体中可溶、易迁移、高毒性的六价铬Cr(VI)还原为毒性小100倍、易于配位沉淀的三价铬Cr(III)，并进行综合利用。

作为优选，所述去离子水中还加入KBr，所述KBr与KI的摩尔比为0.11～1.50∶1；优选为0.11～0.43，最优选为0.25。

控制Ag(Br，I)的负载量不变，当用部分Br置换I时，改变KBr与KI的摩尔比，可以得到有利于光生电荷分离的AgBr/AgI异质结结构。当AgBr与AgI的摩尔比为0.25时，Cr(VI)去除效率最佳，可见光照射5分钟后，由AgI/TiO₂体系的76％进一步提升到85％。加大AgBr含量，光催化还原活性呈逐渐下降趋势，当KBr与KI的摩尔比超过0.43，即AgBr占Ag(Br，I)含量超过30％时，掺杂AgBr不利于提升光催化还原Cr(VI)的效率。所以本发明中所述KBr与KI的摩尔比为0.11～1.50∶1；优选为0.11～0.43，最优选为0.25。

作为优选，所述KI与TiO₂摩尔比为0.1～0.15∶1，更优选为0.05～0.1∶1，最优选为0.05∶1。

作为优选，所述KI与AgNO₃的摩尔比为0.8～1.2∶1。

作为优选，所述TiO₂与去离子水的质量比为1∶100～150；所述去离子水与氨水的体积比为50～60∶1。氨水的浓度为25％～28％。

作为优选，所述煅烧的温度为100℃～700℃；更优选为250℃～500℃，最优选为350℃。

作为优选，所述煅烧的时间为1～4小时；更优选为2～3小时，最优选为2小时。

一种如所述的制备方法制备得到的可见光响应复合光催化剂。

当同时加入KBr与KI时，制备得到的可见光响应复合光催化剂为β-AgI/AgBr/TiO₂，其中AgI和AgBr总的摩尔百分比含量为1～15％，优选为5％；AgBr与AgI的摩尔比优选为0.11～0.25，最优选为0.25。

一种利用如所述的可见光响应光催化剂处理含铬废水的方法，包括：

取含六价铬的废水，向所述废水中加入空穴捕获剂，再将所述可见光响应光催化剂加入到所述废水中，调节所述废水的pH值，分散均匀后用可见光照射。

本发明制备的可见光响应光催化剂与六价铬Cr(VI)共存时，由于Cr(VI)/Cr(III)的氧化还原电位比Ag⁺/Ag更正，即Cr(VI)比Ag⁺更易得到光生电子，AgI的分解会被抑制，保证催化剂的稳定性，同时实现还原高毒性Cr(VI)→Cr(III)。

作为优选，所述可见光照射的时间为5～60分钟；更优选为30～60min。

所述可见光为微弱可见光，例如可以选用卤钨灯、氙灯等人造光源(50W)或直接利用太阳光作为光源，反应器接收到光的强度低于20mW/cm²。

所述废水的pH值为1～6，优选为1～3，最优选为2。

所述的空穴捕获剂可以是水，也可以加入其它有机物作为空穴捕获剂以加速反应，如EDTA或异丙醇等。最优选的空穴捕获剂为EDTA。

所述空穴捕获剂的加入量根据废水中六价铬离子的浓度调整，一般空穴捕获剂的加入量与废水中六价铬离子的摩尔量比为0.6∶1。

所述可见光响应光催化剂的加入量为0.5-2g/L废水，一般根据废水中六价铬离子的浓度调整。

本发明催化剂处理废水的核心是微弱可见光-催化剂组合的光催化还原体系，在微弱可见光的照射下，利用AgI的优良可见光响应和TiO₂的电子传递性能，制备可见光响应光催化剂，将水体中可溶、易迁移、高毒性的六价铬Cr(VI)还原为毒性小100倍、易于配位沉淀的三价铬Cr(III)，并进行综合利用。

本发明的处理方法稳定性极佳，低AgI负载量(5％)，高性价比，效果好，反应装置简单并易运行，在常温下即可进行，在较短时间内即可将六价铬完全转化为三价铬，适用范围广，废水无须预处理，催化剂在反应过程中可循环使用，对太阳能的利用率极大提高，极大降低能耗，节省运行成本，无二次污染，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例1中相同AgI负载量、不同温度煅烧后β-AgI/TiO₂粉末的X射线衍射图。

图2是本发明实施例1中相同AgI负载量、不同温度煅烧后β-AgI/TiO₂的紫外-可见漫反射吸收光谱图。

图3是本发明实施例1中相同AgI负载量、不同温度煅烧后催化剂的颜色对比图。

图4是本发明实施例3中不同温度煅烧对β-AgI/TiO₂微弱可见光催化还原Cr(VI)动力学的影响。

图5是本发明实施例3中最佳煅烧温度和对照例(1-4)中微弱可见光催化还原Cr(VI)的动力学对比。

图6是本发明实施例4中可见光照射10分钟后，不同AgI负载量的β-AgI/TiO₂-350光催化还原Cr(VI)的效果对比。

图7是本发明实施例7中β-AgI/TiO₂-350循环使用五次过程中催化还原Cr(VI)的动力学对比图。

图8是本发明实施例9中当用部分Br置换I时，得到不同比例的AgBr/AgI异质结结构对光催化还原Cr(VI)的效果对比图。

具体实施方式

实施例1

准确称取1.000g商业化P25 TiO₂和0.1025g KI，将其分散于100mL去离子水中，超声分散10分钟。在磁力搅拌下缓慢滴加AgNO₃和氨水形成的银氨溶液(AgNO₃∶KI摩尔比为1∶1)，搅拌1小时，制得亮黄色乳状沉淀。然后过滤、鼓风干燥箱中100℃烘干，得到含AgI量为5％(摩尔比)的AgI/TiO₂。将制备的5％AgI/TiO₂分别在250℃、350℃、500℃和700℃下煅烧2小时，得到不同温度热处理后的AgI/TiO₂复合光催化剂。

对不同温度热处理过的AgI/TiO₂进行X射线衍射表征，具体结果见图1，从图中可以看出随着催化剂制备温度的提高，β-AgI的比例大幅提高，而低温制备的AgI/TiO₂以β-AgI和γ-AgI两相共存。

对不同温度热处理过的AgI/TiO₂进行反射紫外-可见吸收光谱表征，以期弄清催化剂活性与吸光度的关系，具体结果见图2，高温热处理能显著提升AgI/TiO₂的可见光吸收，不同热处理温度下，425nm处AgI的吸收峰均有提高，其中350℃热处理后提升最大。

结合X射线衍射分析，350℃热处理后AgI/TiO₂体系中β-AgI比例提升，而γ-AgI比例降低。从外观颜色看，100℃和350℃热处理后催化剂颜色差异很大，其对比见图3，从图中可以看出350℃热处理过的AgI/TiO₂颜色明显比100℃处理过的更黄。可见，350℃热处理使催化剂对可见光的利用率大大增强。因此，350℃热处理后的催化剂标记为β-AgI/TiO₂-350。

实施例2

准确称取1.000g商业化P25 TiO₂和不同质量KI，控制KI与TiO₂的摩尔比在1％～15％之间，将其分散于100mL去离子水中，超声分散10分钟。在磁力搅拌下缓慢滴加一定浓度的AgNO₃和氨水形成的银氨溶液(AgNO₃∶KI摩尔比为1∶1)，搅拌1小时，制得浅黄～亮黄色乳状沉淀。然后过滤、鼓风干燥箱中100℃烘干后，进一步在马弗炉中350℃煅烧2小时，得到含1％～15％(摩尔比)AgI的β-AgI/TiO₂-350。

准确称取1.000g商业化P25 TiO₂和不同质量KI、KBr，控制K_总与TiO₂的摩尔比为0.05∶1，其中KI与KBr的摩尔比在0.11～1.50之间，将其分散于100mL去离子水中，超声分散10分钟。在磁力搅拌下缓慢滴加一定浓度的AgNO₃和氨水形成的银氨溶液(AgNO₃∶K_总的摩尔比为1∶1)，搅拌1小时，制得浅黄～亮黄色乳状沉淀。然后过滤、鼓风干燥箱中100℃烘干后，进一步在马弗炉中350℃煅烧2小时，得到AgBr占Ag(Br，I)摩尔百分比含量为10％、20％、30％、40％、60％的β-AgI/AgBr/TiO₂。

实施例3

在六个玻璃反应器中分别加入含重铬酸钾浓度为20mg/L(以铬质量计算)的模拟含六价铬废水50mL和0.5mL 1×10^-4mol/L的EDTA，分别加入50毫克(100℃、250℃、350℃、500℃、700℃)下煅烧的AgI/TiO₂可见光光催化剂(实施例1制备)，用高氯酸调节模拟含六价铬废水的pH值为2，暗处磁力搅拌分散催化剂30min，使用的人造光源为50W氙灯，配置420nm的截止型滤光片，开启光源微弱可见光照射60分钟。

在微弱可见光的照射下，具有优良可见光响应的AgI和电子传递性能的TiO₂复合制成的AgI/TiO₂将水体中可溶、易迁移、高毒性的六价铬Cr(VI)还原为毒性小100倍、易于配位沉淀的三价铬Cr(III)，反应结果见图4，100-700℃之间不同温度下煅烧制得的AgI/TiO₂以350℃为最佳热处理温度。微弱可见光照射10分钟，六价铬的还原去除率从30％提高到98％。表明热处理温度显著影响光催化还原Cr(VI)的效率，在不提高贵金属(银)负载量的前提情况下，只需通过适当温度(350℃)热处理即可大幅度提高催化还原性能，拟合的准一级动力学速率常数从未煅烧前的0.067min^-1提高到0.322min^-1，提升约5倍。

图5是最佳热处理温度和对照例(1～4)中微弱可见光催化还原Cr(VI)的动力学对比图。微弱可见光照射10min时，无AgI负载、纯的TiO₂体系中，Cr(VI)几乎不被还原，而当添加EDTA后，Cr(VI)-EDTA/TiO₂体系中Cr(VI)去除率为24％；远低于Cr(VI)-EDTA/β-AgI/TiO₂体系中98％的去除率，表明AgI负载对提升可见光性能的重要性；此外，以Cr(VI)/β-AgI/TiO₂体系作为对照，不添加空穴捕获剂时Cr(VI)还原去除率只有26％，表明添加空穴捕获剂(EDTA)能促进光生电荷分离，加速反应。

实施例4

在六个玻璃反应器中分别加入含重铬酸钾浓度为20mg/L(以铬质量计算)的模拟含六价铬废水50mL和0.5mL 1×10^-4mol/L的EDTA，分别加入50毫克(1％、3％、5％、7％、10％、15％AgI负载量)β-AgI/TiO₂-350可见光光催化剂(实施例2制备)，用高氯酸调节模拟含六价铬废水的pH值为2，暗处磁力搅拌分散催化剂30min，使用的人造光源为50W氙灯，配置420nm的截止型滤光片，开启光源微弱可见光照射60分钟。

在微弱可见光的照射下，具有优良可见光响应的AgI和电子传递性能的TiO₂复合制成的β-AgI/TiO₂-350将水体中可溶、易迁移、高毒性的六价铬Cr(VI)还原为毒性小100倍、易于配位沉淀的三价铬Cr(III)，反应结果见6，可以看出随着AgI负载量的增大，微弱可见光照射10分钟后六价铬的还原去除率从50％提高到98％，然后略微下降，当AgI负载量为5％时，Cr(VI)的已达97％，考虑实际应用的催化剂成本，5％负载量即可。

实施例5

在一个玻璃反应器中加入含重铬酸钾浓度为20mg/L(以铬质量计算)的模拟含六价铬废水50mL，加入β-AgI/TiO₂-350(实施例1制备)50毫克(用量为1克/升模拟废水)，加入与模拟含六价铬废水的体积比为1％的异丙醇，用高氯酸调节模拟废水的pH值为2.0，暗处磁力搅拌分散催化剂30min，使用的人造光源为50W氙灯，配置420nm的截止型滤光片，开启光源微弱可见光照射10分钟。

在微弱可见光的照射下，具有优良可见光响应的AgI和电子传递性能的TiO₂复合制成的β-AgI/TiO₂-350将水体中可溶、易迁移、高毒性的六价铬Cr(VI)还原为毒性小100倍、易于配位沉淀的三价铬Cr(III)，同时价带空穴被空穴清除剂水和异丙醇捕获，结果表明微弱可见光照射10分钟92％的六价铬还原为三价铬。

实施例6

在多个玻璃反应器中分别加入含重铬酸钾浓度为20mg/L(以铬质量计算)的模拟含六价铬废水50mL和0.5mL 1×10^-4mol/L的EDTA，加入β-AgI/TiO₂-350(实施例1制备)50毫克(用量为1克/升模拟废水)，分别用高氯酸调节各反应器中模拟含六价铬废水体系的pH值为1、2、3、4、5.5，暗处磁力搅拌分散催化剂30min，使用的人造光源为50W氙灯，配置420nm的截止型滤光片，开启光源微弱可见光照射10分钟。

在微弱可见光的照射下，具有优良可见光响应的AgI和电子传递性能的TiO₂复合制成的β-AgI/TiO₂-350将水体中可溶、易迁移、高毒性的六价铬Cr(VI)还原为毒性小100倍、易于配位沉淀的三价铬Cr(III)，反应结果表明：随着pH值的升高，六价铬的还原效率下降，在pH值为2时六价铬的还原速率最快。

实施例7

在五个玻璃反应器中分别加入含重铬酸钾20mg/L(以铬质量计算)的模拟含六价铬废水50mL和0.5mL 1×10^-4 mol/L的EDTA，分别加入β-AgI/TiO₂-350(实施例1制备)50毫克(用量为1克/升模拟废水)，用高氯酸调节模拟废水的pH值为2.0，暗处磁力搅拌分散催化剂30min，使用的人造光源为50W氙灯，配置420nm的截止型滤光片，在微弱可见光的照射下，具有优良可见光响应的AgI和电子传递性能的TiO₂复合制成的β-AgI/TiO₂-350将水体中可溶、易迁移、高毒性的六价铬Cr(VI)还原为毒性小100倍、易于配位沉淀的三价铬Cr(III)。

开启光源微弱可见光照射30分钟，对其中一个反应器进行采样并测定Cr(VI)的浓度，所得结果为催化剂第一次使用的性能。对其余四个反应器不进行取样操作，只在光照结束后，离心分离出催化剂并将其重新置于四个新的玻璃反应器中，加入含重铬酸钾20mg/L(以铬质量计算)的模拟含六价铬废水50mL和0.5mL 1×10^-4mol/L的EDTA，继续开启光源可见光照射30分钟，对其中一个反应器中进行采样并测定Cr(VI)的浓度，所得结果为催化剂第二次使用的性能。

对另外三个反应器不进行取样操作，只在光照结束后，离心分离出催化剂并将其重新置于三个新的玻璃反应器中，重新加入模拟污染物，并以此类推，得到第三、第四、第五次循环使用性能。催化剂循环使用结果如图7所示，由图可知，循环使用五次后，模拟废水中Cr(VI)去除的效率降低不明显，活性损失小于5％。可见，β-AgI/TiO₂-350在可见光催化还原去除Cr(VI)体系中具有极佳的稳定性，且催化剂循环使用过程简单。

实施例8

在一玻璃表面皿中加入含重铬酸钾浓度为20mg/L(以铬质量计算)的模拟含六价铬废水50mL和0.5mL 1×10^-4 mol/L的EDTA，加入β-AgI/TiO₂-350(实施例1制备)50毫克(用量为1克/升模拟废水)，用高氯酸调节模拟废水的pH值为2，磁力搅拌分散催化剂，直接利用太阳光照射(夏季中午12:00-13:00)60分钟，具有优良可见光响应的AgI和电子传递性能的TiO₂复合制成的β-AgI/TiO₂-350将水体中可溶、易迁移、高毒性的六价铬Cr(VI)还原为毒性小100倍、易于配位沉淀的三价铬Cr(III)，结果表明废水中Cr(VI)被100％还原去除，达到国家污水综合排放标准(GB 8978-1996)。

实施例9

在五个玻璃反应器中分别加入含重铬酸钾浓度为20mg/L(以铬质量计算)的模拟含六价铬废水50mL和0.5mL 1×10^-4mol/L的EDTA，分别加入50毫克(AgBr占Ag(Br，I)摩尔百分比含量为10％、20％、30％、40％、60％)β-AgI/AgBr/TiO₂可见光光催化剂(实施例2制备)，用高氯酸调节模拟含六价铬废水的pH值为2，暗处磁力搅拌分散催化剂30min，使用的人造光源为50W氙灯，配置420nm的截止型滤光片，开启光源微弱可见光照射5分钟。

AgBr含量对Cr(VI)还原的影响结果如图8所示，控制Ag(Br，I)的负载量为5％不变，改变AgBr与AgI的比例，当用部分Br置换I时，可以得到AgBr/AgI异质结结构，可见光照射时间为5分钟，当AgBr的含量达到Ag(Br，I)总摩尔数的20％，即AgBr与AgI的摩尔比为0.25时，Cr(VI)去除效率最佳，由AgI/TiO₂的76％提升到85％，进一步加大AgBr含量，光催化还原活性呈下降趋势。

对照例1

在一玻璃反应器中加入含重铬酸钾浓度为20mg/L(以铬质量计算)的模拟含六价铬废水50mL，加入50mg β-AgI/TiO₂-350(实施例1制备)，用高氯酸调节模拟含六价铬废水的pH值为2.0，暗处磁力搅拌分散催化剂30min，用黑色纸袋将玻璃反应器罩住，使用的人造光源为50W氙灯，配置420nm的截止型滤光片，开启光源微弱可见光照射10分钟后停止，结果表明微弱可见光照射10分钟六价铬的还原去除率低于5％。

对照例2

在一玻璃反应器中加入含重铬酸钾浓度为20mg/L(以铬质量计算)的模拟含六价铬废水50mL，加入50mg P25 TiO₂，用高氯酸调节模拟含六价铬废水的pH值为2.0，暗处磁力搅拌分散催化剂30min，使用的人造光源为50W氙灯，配置420nm的截止型滤光片，开启光源微弱可见光照射60分钟后停止。结果表明微弱可见光照射60分钟六价铬的还原去除率低于3％。

对照例3

在一玻璃反应器中加入含重铬酸钾浓度为20mg/L(以铬质量计算)的模拟含六价铬废水50mL，不加入任何催化剂，加入0.5mlL 1×10^-4 mol/L的EDTA，用高氯酸调节模拟含六价铬废水的pH值为2.0，暗处磁力搅拌分散催化剂30min，使用的人造光源为50W氙灯，配置420nm的截止型滤光片，开启光源微弱可见光照射10分钟后停止，结果表明微弱可见光照射10分钟六价铬的还原去除率为4％。

对照例4

在一玻璃反应器中加入含重铬酸钾浓度为20mg/L(以铬质量计算)的模拟含六价铬废水50mL，加入0.5mL 1×10^-4mol/L的EDTA和50mgP25，用高氯酸调节模拟含六价铬废水的pH值为2.0，暗处磁力搅拌分散催化剂30min，使用的人造光源为50W氙灯，配置450nm的截止型滤光片，开启光源微弱可见光照射10分钟后停止，结果表明微弱可见光照射10分钟六价铬的还原去除率为24％。

对照例5

在一玻璃反应器中加入含重铬酸钾浓度为20mg/L(以铬质量计算)的模拟含六价铬废水50mL，加入50mg β-AgI/TiO₂-350(实施例1制备)，用高氯酸调节模拟含六价铬废水的pH值为2.0，暗处磁力搅拌分散催化剂30min，使用的人造光源为50W氙灯，配置420nm的截止型滤光片，开启光源微弱可见光照射10分钟后停止，结果如图5中Cr(VI)/β-AgI/TiO₂动力学曲线所示，表明微弱可见光照射10分钟、在不添加空穴捕获剂的情况下六价铬的还原去除率为26％。

Claims

1.一种可见光响应复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述去离子水中还加入KBr，所述KBr与KI的摩尔比为0.11～1.50∶1。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述KI与TiO₂的摩尔比为0.01～0.15∶1。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述KI与AgNO₃的摩尔比为0.8～1.2∶1。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述TiO₂与去离子水的质量比为1∶100～150；所述去离子水与氨水的体积比为50～60∶1。

6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为100～700℃。

7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的时间为1～4小时。

8.一种如权利要求1～7任一权利要求所述的制备方法制备得到的可见光响应复合光催化剂。

9.一种利用如权利要求8所述的可见光响应复合光催化剂处理含铬废水的方法，其特征在于，包括：

取含六价铬的废水，向所述废水中加入空穴捕获剂，再将所述可见光响应复合光催化剂加入到所述废水中，调节所述废水的pH值，分散均匀后用可见光照射。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述废水的pH值为1～6。