CN104801297A - LiBi(WO4)2紫外光催化剂的制备方法及其运用 - Google Patents

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陆钢
刘鹏
崔海波
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Abstract

本发明涉及化学试剂技术领域，特别是一种紫外光催化剂的制备方法；包括以下顺序的工艺步骤：步骤1、均匀混合由Li2CO3、Bi2O3、WO3组成的摩尔比为1：1：5的粉末，将所述粉末在球磨机中进行3h的机械式研磨并加入无水乙醇做助磨剂得到一湿粉末；步骤2、将载体洗净后用PH值为1.0～2.0的酸浸泡24～48h后用水冲洗15～20次，然后用所述湿粉末浸泡24h，再加热至50℃，并保温5～8天；步骤3、用水反复冲洗固相物，直至冲洗液PH值为5.5～7.5；步骤4、将固相物放入90℃～135℃干燥箱中干燥10～20h；本发明的制备方法其操作工艺简单、无需任何昂贵设备、化学处理过程相对不复杂，具有非常好的非均相紫外光降解废水效果，应用前景良好。

Description

LiBi(WO4)2紫外光催化剂的制备方法及其运用
技术领域
本发明涉及化学试剂技术领域，特别是一种紫外光催化剂的制备方法，本发明同时还披露该紫外光催化剂的运用。
背景技术
印染废水是加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品为主的印染厂排出的废水，印染废水污染物成分十分复杂，具有水质变化大、有机物含量高、色度高(主要为有色染料)等特点，直接排放对人类健康和生存环境带来极大危害，同时造成水资源的浪费。随着国家和社会对环境保护要求的日益重视和对可持续发展的要求，传统的处理方法已越来越难以满足生产和环保的要求。
由于高级氧化技术具有氧化能力强和无二次污染等特点，故而被认为是处理水中难降解有机物最有应用前景的技术。与其它高级氧化技术相比，Fenton氧化技术有着其独特的优势，但是对于普通均相芬顿体系而言，因其只有在较低的PH下才能有效地进行，需要对废水反复调节PH值到酸性，使处理成本增加，且均相芬顿系统的催化剂以离子形式混溶于废水中，均相芬顿反应结束后还会产生大量的含铁污泥，后处理复杂，且亦增加处理成本。
发明内容
本发明在于针对目前用于有机废水的光催化难降解，普通均相芬顿系统的低pH要求和产生含铁污泥的问题，而提供解决以上问题的一种LiBi(WO4)2紫外光催化剂的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种LiBi(WO4)2紫外光催化剂的制备方法，包括以下顺序的工艺步骤：
步骤1、均匀混合由Li2CO3、Bi2O3、WO3组成的摩尔比为1：1：5的粉末，将所述粉末在球磨机中进行3h的机械式研磨并加入无水乙醇做助磨剂得到一湿粉末；
步骤2、将载体洗净后用PH值为1.0～2.0的酸浸泡24～48h后用水冲洗15～20次，然后用所述湿粉末浸泡24h，再加热至50℃，并保温5～8天；
步骤3、用水反复冲洗固相物，直至冲洗液PH值为5.5～7.5；
步骤4、将固相物放入90℃～135℃干燥箱中干燥10～20h。
优选地，步骤2中所述的载体为沸石、碳结构纤维、中孔硅石、活性氧化铝和粘土中的一种或多种的混合。
优选地，步骤2中所述的载体洗净后用PH值为1.2～1.8的酸浸泡30～42h后用水冲洗11～14次。
优选地，步骤2中对湿粉末加热方法为用水浴加热或空气浴加热。
优选地，步骤3中用水为去离子水。
优选地，所述步骤4中将固相物放入110℃干燥箱中干燥13小时。
本发明还公开了通过上述的LiBi(WO4)2紫外光催化剂的制备方法所制得的LiBi(WO4)2紫外光催化剂在有机废水的光催化降解领域的应用。
本发明的有益效果在于：通过本发明的制备方法所制得的LiBi(WO4)2紫外光催化剂主要用于有机废水的光催化降解；解决了普通均相芬顿系统的低PH要求和产生含铁污泥等问题；本发明的LiBi(WO4)2紫外光催化剂的制备方法其操作工艺简单、无需任何昂贵设备、化学处理过程相对不复杂，由于高级氧化技术具有氧化能力强和无二次污染，对工业污染和有机废水的处理，具有非常好的非均相紫外光降解废水效果，工业化应用前景良好。
具体实施方式
实施例一：
一种LiBi(WO4)2紫外光催化剂的制备方法，包括以下顺序的工艺步骤：
步骤1、均匀混合由Li2CO3、Bi2O3、WO3组成的摩尔比为1：1：5的8g粉末，得到一混合物，将该混合物在球磨机中进行3h的机械式研磨并加入无水乙醇做助磨剂得到一湿粉末；
步骤2、将沸石洗净后用PH值为1.0的酸浸泡24h后用水冲洗15次，然后用步骤1所得的湿粉末浸泡24h，再加热至50℃，并保温5天；
步骤3、用去离子水反复冲洗固相物，直至冲洗液PH值为5.5；
步骤4、将固相物放入90℃干燥箱中干燥10h，即得到下燥的LiBi(WO4)2紫外光催化剂。
实施例二：
一种LiBi(WO4)2紫外光催化剂的制备方法，包括以下顺序的工艺步骤：
步骤1、均匀混合由Li2CO3、Bi2O3、WO3组成的摩尔比为1：1：5的8g粉末，得到一混合物，将该混合物在球磨机中进行3h的机械式研磨并加入无水乙醇做助磨剂得到一湿粉末；
步骤2、将活性氧化铝和粘土所混合得到的载体洗净后用PH值为2.0的酸浸泡48h后用水冲洗20次，然后用步骤1所得的湿粉末浸泡24h，再加热至50℃，并保温8天；
步骤3、用去离子水反复冲洗固相物，直至冲洗液PH值为7.5；
步骤4、将固相物放入135℃干燥箱中干燥20h，即得到下燥的LiBi(WO4)2紫外光催化剂。
实施例三：
一种LiBi(WO4)2紫外光催化剂的制备方法，包括以下顺序的工艺步骤：
步骤1、均匀混合由Li2CO3、Bi2O3、WO3组成的摩尔比为1：1：5的8g粉末，得到一混合物，将该混合物在球磨机中进行3h的机械式研磨并加入无水乙醇做助磨剂得到一湿粉末；
步骤2、将活性氧化铝和粘土所混合得到的载体洗净后用PH值为1.2的酸浸泡30h后用水冲洗11次，然后用步骤1所得的湿粉末浸泡24h，再通过水浴加热的方法加热至50℃，并保温8天；
步骤3、用去离子水反复冲洗固相物，直至冲洗液PH值为7.5；
步骤4、将固相物放入110℃干燥箱中干燥13h，即得到下燥的LiBi(WO4)2紫外光催化剂。
实施例四：
一种LiBi(WO4)2紫外光催化剂的制备方法，包括以下顺序的工艺步骤：
步骤1、均匀混合由Li2CO3、Bi2O3、WO3组成的摩尔比为1：1：5的8g粉末，得到一混合物，将该混合物在球磨机中进行3h的机械式研磨并加入无水乙醇做助磨剂得到一湿粉末；
步骤2、将中孔硅石作为载体洗净后用PH值为1.8的酸浸泡42h后用水冲洗14次，然后用步骤1所得的湿粉末浸泡24h，再通过空气浴加热的方法加热至50℃，并保温7天；
步骤3、用去离子水反复冲洗固相物，直至冲洗液PH值为6；
步骤4、将固相物放入120℃干燥箱中干燥13h，即得到下燥的LiBi(WO4)2紫外光催化剂。
在上述的实施例中，载体可以根据实际情况选择沸石、碳结构纤维、中孔硅石、活性氧化铝和粘土中的一种或多种的混合。
将本实施方式制备的LiBi(WO4)2紫外光催化剂用于亚甲基蓝废水时，不同反应体系下非均相光芬顿对亚甲基蓝的脱色情况不一样，LiBi(WO4)2改性紫外光催化剂/H2O2/UV体系、LiBi(WO4)2改性紫外光催化剂体系、UV/H2O2体系、UV体系反应60min亚甲基蓝的脱色率分别为83.4％、15.7％、55.2％、2.7％，LiBi(WO4)2改性紫外光催化剂/H2O2/UV体系脱色率大于单独催化剂体系与UV/H2O2体系脱色率的简单加和，且在每个时间段均满足这一规律，说明三因素在反应过程中存在协同作用，证实LiBi(WO4)2紫外光催化剂具有非常好的非均相紫外光降解废水效果。LiBi(WO4)2紫外光催化剂在有机废水的光催化降解领域的具有非常好的工业化应用前景。
以上所述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明的实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。

Claims (7)

1.一种LiBi(WO4)2紫外光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下顺序的工艺步骤：
步骤1、均匀混合由Li2CO3、Bi2O3、WO3组成的摩尔比为1：1：5的粉末，将所述粉末在球磨机中进行3h的机械式研磨并加入无水乙醇做助磨剂得到一湿粉末；
步骤2、将载体洗净后用PH值为1.0～2.0的酸浸泡24～48h后用水冲洗15～20次，然后用所述湿粉末浸泡24h，再加热至50℃，并保温5～8天；
步骤3、用水反复冲洗固相物，直至冲洗液PH值为5.5～7.5；
步骤4、将固相物放入90℃～135℃干燥箱中干燥10～20h。
2.根据权利要求1所述的LiBi(WO4)2紫外光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2中所述的载体为沸石、碳结构纤维、中孔硅石、活性氧化铝和粘土中的一种或多种的混合。
3.根据权利要求1所述的LiBi(WO4)2紫外光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2中所述的载体洗净后用PH值为1.2～1.8的酸浸泡30～42h后用水冲洗11～14次。
4.根据权利要求1所述的LiBi(WO4)2紫外光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2中对湿粉末加热方法为用水浴加热或空气浴加热。
5.根据权利要求1所述的LiBi(WO4)2紫外光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤3中用水为去离子水。
6.根据权利要求1所述的LiBi(WO4)2紫外光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤4中将固相物放入110℃干燥箱中干燥13小时。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的LiBi(WO4)2紫外光催化剂的制备方法所制得的LiBi(WO4)2紫外光催化剂在有机废水的光催化降解领域的应用。
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