CN105618090A - 一种高效异质结紫外光催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
一种高效异质结紫外光催化剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105618090A CN105618090A CN201610008413.3A CN201610008413A CN105618090A CN 105618090 A CN105618090 A CN 105618090A CN 201610008413 A CN201610008413 A CN 201610008413A CN 105618090 A CN105618090 A CN 105618090A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- srtio
- preparation
- photocatalyst
- solution
- bipo
- 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.)
- Granted
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 38
- 229910002370 SrTiO3 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 claims abstract description 12
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 3
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 claims description 36
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 claims description 21
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 13
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N hydrochloric acid Substances Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 8
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 8
- 239000000975 dye Substances 0.000 claims description 7
- 239000010919 dye waste Substances 0.000 claims description 5
- -1 phosphorous sodium salt Chemical class 0.000 claims description 5
- PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N rhodamine B Chemical compound [Cl-].C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C(O)=O PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229940043267 rhodamine b Drugs 0.000 claims description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 5
- STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M methyl orange Chemical compound [Na+].C1=CC(N(C)C)=CC=C1\N=N\C1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M 0.000 claims description 4
- 229940012189 methyl orange Drugs 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 claims description 3
- QYIGOGBGVKONDY-UHFFFAOYSA-N 1-(2-bromo-5-chlorophenyl)-3-methylpyrazole Chemical compound N1=C(C)C=CN1C1=CC(Cl)=CC=C1Br QYIGOGBGVKONDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910003074 TiCl4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- JHXKRIRFYBPWGE-UHFFFAOYSA-K bismuth chloride Chemical compound Cl[Bi](Cl)Cl JHXKRIRFYBPWGE-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 229910000380 bismuth sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 claims description 2
- BEQZMQXCOWIHRY-UHFFFAOYSA-H dibismuth;trisulfate Chemical compound [Bi+3].[Bi+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O BEQZMQXCOWIHRY-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 2
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- RXPAJWPEYBDXOG-UHFFFAOYSA-N hydron;methyl 4-methoxypyridine-2-carboxylate;chloride Chemical compound Cl.COC(=O)C1=CC(OC)=CC=N1 RXPAJWPEYBDXOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000403 monosodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 claims description 2
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 claims description 2
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000011008 sodium phosphates Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 claims 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 abstract description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 2
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 abstract 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 abstract 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 abstract 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract 1
- 235000018553 tannin Nutrition 0.000 abstract 1
- 229920001864 tannin Polymers 0.000 abstract 1
- 239000001648 tannin Substances 0.000 abstract 1
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910000406 trisodium phosphate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 235000019801 trisodium phosphate Nutrition 0.000 abstract 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 5
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 4
- 229940124899 Biothrax Drugs 0.000 description 3
- SFOQXWSZZPWNCL-UHFFFAOYSA-K bismuth;phosphate Chemical compound [Bi+3].[O-]P([O-])([O-])=O SFOQXWSZZPWNCL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- RSWGJHLUYNHPMX-ONCXSQPRSA-N abietic acid Chemical compound C([C@@H]12)CC(C(C)C)=CC1=CC[C@@H]1[C@]2(C)CCC[C@@]1(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-ONCXSQPRSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000002894 chemical waste Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 2
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- 241000218691 Cupressaceae Species 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 230000003311 flocculating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
- B01J27/186—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
-
- B01J35/39—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
- C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/725—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/308—Dyes; Colorants; Fluorescent agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/38—Organic compounds containing nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/10—Photocatalysts
Abstract
本发明公开了一种高效异质结紫外光催化剂及其制备方法，所述的催化剂是由SrTiO3和BiPO4形成的异质结催化剂，其制备方法如下：将SrTiO3置于Bi(NO3)3·5H2O和Na3PO4溶液中，HNO3调节溶液pH，超声搅拌后置于水热釜内加热，产物经洗涤干燥即可得到。本发明简单易行，制备过程简单，成本低，可在紫外光的照射下高效降解亚甲基蓝(MB)溶液(降解率达97.94％)，对难生物降解的栲胶、松香和糠醛生产等林产化工废水及其它工业废水有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及到光催化材料及废水处理领域，特别是难生物降解的栲胶、松香和糠醛生产等林产化工废水及其它工业废水，具体涉及到SrTiO3/BiPO4光催化剂及其制备方法。
背景技术
当今社会，林产化工、纺织印染、制浆造纸和农药化工等行业排放的有机化工废水由于其具有颜色深、毒性大和难降解等特点，日益引起了全世界各国的高度重视。而且这些工业废水成分复杂，含有多种有机染料和芳香族化合物，使得这类废水很难降解和处理。科学家们也探索了一些处理化工废水的方法，如活性炭吸附技术、高级氧化技术、氧化絮凝技术、生化处理技术合光催化技术等等。半导体光催化技术由于在环境修复、抗菌自洁和有机废水处理中的潜在应用而备受关注。
长期以来，人们通常采用TiO2作为光催化剂，但是由于其具有较窄的吸收带和光生电子和空穴的负荷率较高和分离困难等问题，因此开发新型高效的光催化剂是现代科学研究的热点。磷酸铋(BiPO4)由于其自身独特的物理和化学特性，展现出了非常优越的光催化性能，而且磷酸根(PO4 3-)具有结构稳定、电子传输效率高、电子-空穴复合几率地和抗光腐蚀等特点，使得BiPO4的催化性能更好。Pan等人发现光催化降解有机染料时，BiPO4的催化活性是TiO2(P25，Degussa)的两倍(Environ.Sci.Technol.，2010，44，5570-5574.)。中国发明专利(CN103934010A)报道柏树叶状、正方体状、松针状和百合花状的BiPO4光催化剂的制备方法，其对于对罗丹明B(RhB)降解具有高的催化活性。然而BiPO4本身存在吸附性能差、带隙宽和受形貌影响等缺陷，因此对BiPO4及其复合结构进行调控以提高BiPO4的光催化性能成为近年来的研究热点。此外，钛酸锶(SrTiO3)具有好的热稳定性、催化活性位点多和抗腐蚀性能好等特性，也引起来科学界的广泛研究。中国发明专利(CN104437575A)报道了氟、氮共掺杂磷酸铋-氧化镍复合光催化剂的制备方法，其在紫外光照射50min后，对甲基橙的降解效率高于90％。但文献调研发现，钛酸锶/磷酸铋异质结光催化剂及其制备方法未见报道。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决紫外光下催化剂光催化效率低、稳定性差、光腐蚀性能差及光范围窄等问题，提供了一种高效异质结紫外光催化剂及其制备方法和应用。
技术方案：为实现上述技术目的，本发明提出一种高效异质结紫外光催化剂，所述的光催化剂是由SrTiO3和BiPO4组合形成的异质结催化剂，其中SrTiO3与BiPO4质量比1∶200～1∶5。
本发明进一步提出了上述高效紫外SrTiO3/BiPO4光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备SrTiO3粉末；
(2)制备SrTiO3/BiPO4光催化剂：将SrTiO3、铋酸盐和含磷钠盐置于蒸馏水中，超声搅拌均匀，加入硝酸调节溶液pH，然后将反应体系装于水热釜中反应，冷却后用离子水和乙醇洗涤，真空干燥，即可SrTiO3/BiPO4光催化剂。
具体地，步骤(1)中，采用共沉淀法制备SrTiO3粉末，将TiCl4的盐酸溶液和Sr(OH)2·8H2O的水溶液混合均匀，然后加入NaOH溶液，转移到水热釜中反应，干燥后即得SrTiO3粉末；
步骤(2)中，铋酸盐和磷酸盐的摩尔比为3∶1～1∶3，反应体系在水热釜中的反应条件为160～220℃下反应16～72h。
优选地，步骤(2)中，所述的铋酸盐为硝酸铋、硫酸铋、氯化铋或醋酸铋中的任意一种；所述的含磷钠盐为磷酸钠、磷酸氢二钠或磷酸二氢钠中的任意一种或两种。
步骤(2)中，使用硝酸调节溶液pH至1～4。
本发明进一步提出了上述高效紫外SrTiO3/BiPO4光催化剂在降解染料中的应用。
具体地，所述的染料为亚甲基蓝、甲基橙和罗丹明B等染料。
更进一步地，本发明提出了所述的高效紫外SrTiO3/BiPO4光催化剂在处理有机废水中的应用。
其中，所述有机废水为有机染料废水或工业有机废水。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：
(1)本发明方法的原料低廉、反应条件温和、工业步骤简单、环保经济，在工业废水处理领域具有潜在的价值；
(2)本发明所制备的新型的光催化剂的光催化性能高、结构稳定、使用寿命长，可有效替代贵金属催化剂；
(3)本发明制备的SrTiO3/BiPO4光催化剂属于异质结范畴，能加速光生电子和空穴快速分离，抑制和光生空穴的结合，加快对有机染料废水的降解。
具体实施方式
本发明提供了一种高效异质结紫外SrTiO3/BiPO4光催化剂，通过如下方法制备得到：
(1)制备SrTiO3粉末：利用现有技术制备SrTiO3粉末，如参照文献(Langmuir，2011，27，2946-2952.)
(2)制备SrTiO3/BiPO4光催化剂：将SrTiO3、铋酸盐和含磷钠盐按照不同的比例置于蒸馏水中，超声搅拌均匀，加入硝酸调节溶液pH，然后将反应体系装于水热釜中反应，冷却后用离子水和乙醇洗涤，真空干燥，即可SrTiO3/BiPO4光催化剂。
下面通过实施例对本发明技术方案作进一步详细说明。
实施例1
将1.1mLTiCl4稀释在2.3mL的2mol/L的盐酸溶液中，然后将2.6659gSr(OH)2·8H2O在超声波下溶于40mL去离子水中，将这两种溶液混合均匀。在上述溶液中加入13mL的6mol/L的NaOH溶液，转移到水热釜中，180℃保持48h。洗涤干燥即可得到1.73g的SrTiO3粉末。将0.0091gSrTiO3、3mmolBi(NO3)3·6H2O和3mmolNa3PO4·12H2O加入到40ml的蒸馏水中，磁力搅拌形成均匀的溶液。在磁力搅拌下，加入硝酸调节pH为1。上述溶液室温搅拌30min后，放到反应釜中180℃反应48h，冷却后用离子水和乙醇洗涤多次，真空干燥，即可得到1wt％-SrTiO3/BiPO4光催化剂(1％表示SrTiO3占整个催化剂的百分比含量)。将0.2g的BiPO4和SrTiO3/BiPO4催化剂分别加入到250mL的30mg/L的亚甲基蓝溶液中，100w的Hg灯照射，3h后亚甲基蓝的降解率分别为80.78％和92.21％。
实施例2：
SrTiO3粉末的制备方法同实施例1。将0.0270gSrTiO3、3mmolBiCl3和5mmolNa2HPO4·12H2O加入到40ml的蒸馏水中，磁力搅拌形成均匀的溶液。在磁力搅拌下，加入硝酸调节pH为2。上述溶液室温搅拌30min后，放到反应釜中160℃反应54h，冷却后用离子水和乙醇洗涤多次，真空干燥，即可得到2wt％-SrTiO3/BiPO4光催化剂。将0.2g的SrTiO3/BiPO4催化剂加入到250mL的30mg/L的亚甲基蓝溶液中，100w的Hg灯照射，3h后亚甲基蓝的降解率为94.84％。
实施例3：
SrTiO3粉末的制备方法同实施例1。将0.04570gSrTiO3、3mmolBi(Ac)3和6mmolNaH2PO4·12H2O加入到40ml的蒸馏水中，磁力搅拌形成均匀的溶液。在磁力搅拌下，加入硝酸调节pH为3。上述溶液室温搅拌30min后，放到反应釜中200℃反应24h，冷却后用离子水和乙醇洗涤多次，真空干燥，即可得到5wt％-SrTiO3/BiPO4光催化剂。将0.2g的SrTiO3/BiPO4催化剂加入到250mL的30mg/L的亚甲基蓝溶液中，100w的Hg灯照射，3h后亚甲基蓝的降解率为97.94％。
实施例4
将1.1mLTiCl4稀释在2.3mL的2mol/L的盐酸溶液中，然后将2.6659gSr(OH)2·8H2O在超声波下溶于40mL去离子水中，将这两种溶液混合均匀。在上述溶液中加入13mL的6mol/L的NaOH溶液，转移到水热釜中，180℃保持48h。洗涤干燥即可得到SrTiO3粉末。将0.0730gSrTiO3、3mmolBi2(SO4)3和3mmolNa3PO4·12H2O加入到40ml的蒸馏水中，磁力搅拌形成均匀的溶液。在磁力搅拌下，加入硝酸调节pH为1。上述溶液室温搅拌30min后，放到反应釜中200℃反应48h，冷却后用离子水和乙醇洗涤多次，真空干燥，即可8wt％-SrTiO3/BiPO4光催化剂。将0.2g的SrTiO3/BiPO4催化剂加入到250mL的COD为300mg/L的松香废水中，100w的Hg灯照射，3h后COD的去除率为61.32％。
实施例5：
将1.1mLTiCl4稀释在2.3mL的2mol/L的盐酸溶液中，然后将2.6659gSr(OH)2·8H2O在超声波下溶于40mL去离子水中，将这两种溶液混合均匀。在上述溶液中加入13mL的6mol/L的NaOH溶液，转移到水热釜中，180℃保持48h。洗涤干燥即可得到SrTiO3粉末。将0.0091gSrTiO3、3mmolBi(NO3)3·6H2O和1mmolNa2HPO4·12H2O加入到40ml的蒸馏水中，磁力搅拌形成均匀的溶液。在磁力搅拌下，加入硝酸调节pH为2。上述溶液室温搅拌30min后，放到反应釜中180℃反应24h，冷却后用离子水和乙醇洗涤多次，真空干燥，即可得到10wt％-SrTiO3/BiPO4光催化剂。将0.2g的SrTiO3/BiPO4催化剂加入到250mL的COD为300mg/L的烤胶废水中，100w的Hg灯照射，3h后COD的去除率为64.26％。
从上述实施例中可以看出，该异质结光催化剂中SrTiO3的含量影响亚甲基蓝的降解效果，在紫外光照射下，亚甲蓝的基本可以完全降解。同时，对于本发明的异质结光催化剂对其他染料，如甲基橙和罗丹明B的降解效果同时做了研究，得到了类似的结果。本发明制备的SrTiO3/BiPO4光催化剂属于异质结范畴，能加速光生电子和空穴快速分离，抑制和光生空穴的结合，加快对有机染料废水的降解。
Claims (10)
1.一种高效异质结紫外光催化剂，其特征在于，所述的光催化剂是由SrTiO3和BiPO4组合形成的异质结催化剂，其中SrTiO3与BiPO4质量比1∶200～1∶5。
2.权利要求1所述的高效异质结紫外光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备SrTiO3粉末；
(2)制备SrTiO3/BiPO4光催化剂：将SrTiO3、铋酸盐和含磷钠盐置于蒸馏水中，超声搅拌均匀，加入硝酸调节溶液pH，然后将反应体系装于水热釜中反应，冷却后用离子水和乙醇洗涤，真空干燥，即可得到SrTiO3/BiPO4光催化剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，采用共沉淀法制备SrTiO3粉末，将TiCl4的盐酸溶液和Sr(OH)2·8H2O的水溶液混合均匀，然后加入NaOH溶液，转移到水热釜中反应，干燥后即得SrTiO3粉末。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，铋酸盐和磷酸盐的摩尔比为3∶1～1∶3，反应体系在水热釜中的反应条件为160～220℃下反应16～72h。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的铋酸盐为硝酸铋、硫酸铋、氯化铋或醋酸铋中的任意一种；所述的含磷钠盐为磷酸钠、磷酸氢二钠或磷酸二氢钠中的任意一种或两种。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，使用硝酸调节溶液pH至1～4。
7.权利要求1所述的高效异质结紫外光催化剂在降解染料中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的染料为亚甲基蓝、甲基橙和罗丹明B中的任意一种或几种的混合物。
9.权利要求1所述的高效异质结紫外光催化剂在降解有机染料废水或工业有机废水中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，将高效异质结紫外光催化剂加入到待处理的有机染料废水或工业有机废水中，紫外照射2～5h，其中，催化剂的添加量为每g染料添加2～10mg催化剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610008413.3A CN105618090B (zh) | 2016-01-07 | 2016-01-07 | 一种高效异质结紫外光催化剂及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610008413.3A CN105618090B (zh) | 2016-01-07 | 2016-01-07 | 一种高效异质结紫外光催化剂及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105618090A true CN105618090A (zh) | 2016-06-01 |
| CN105618090B CN105618090B (zh) | 2018-03-30 |
Family
ID=56033663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610008413.3A Active CN105618090B (zh) | 2016-01-07 | 2016-01-07 | 一种高效异质结紫外光催化剂及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105618090B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106345502A (zh) * | 2016-08-03 | 2017-01-25 | 江苏纳盾科技有限公司 | 一种纳米多铋磷酸钠粉体光催化剂及其制备方法 |
| CN106378168A (zh) * | 2016-10-19 | 2017-02-08 | 常州大学 | 一种磷酸锰/磷酸钇复合催化剂的制备方法 |
| CN111135843A (zh) * | 2020-01-03 | 2020-05-12 | 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 | 一种铝酸锌-磷酸铋异质结光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN113684679A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-11-23 | 周俊宏 | 一种碳纤维基纳米复合材料的制备方法及其应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030087073A1 (en) * | 2001-10-16 | 2003-05-08 | Hironori Kobayashi | Methods for producing pattern-forming body |
| CN104128194A (zh) * | 2014-07-25 | 2014-11-05 | 浙江工商大学 | 一种p-n型Bi2O3/BiPO4异质结可见光响应型光催化薄膜材料及其制备方法 |
| CN104368328A (zh) * | 2014-01-10 | 2015-02-25 | 天津城建大学 | 一种钛酸铋-钛酸锶光催化复合粉体及其制备方法 |
-
2016
- 2016-01-07 CN CN201610008413.3A patent/CN105618090B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030087073A1 (en) * | 2001-10-16 | 2003-05-08 | Hironori Kobayashi | Methods for producing pattern-forming body |
| CN104368328A (zh) * | 2014-01-10 | 2015-02-25 | 天津城建大学 | 一种钛酸铋-钛酸锶光催化复合粉体及其制备方法 |
| CN104128194A (zh) * | 2014-07-25 | 2014-11-05 | 浙江工商大学 | 一种p-n型Bi2O3/BiPO4异质结可见光响应型光催化薄膜材料及其制备方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106345502A (zh) * | 2016-08-03 | 2017-01-25 | 江苏纳盾科技有限公司 | 一种纳米多铋磷酸钠粉体光催化剂及其制备方法 |
| CN106345502B (zh) * | 2016-08-03 | 2019-03-19 | 江苏纳盾科技有限公司 | 一种纳米多铋磷酸钠粉体光催化剂及其制备方法 |
| CN106378168A (zh) * | 2016-10-19 | 2017-02-08 | 常州大学 | 一种磷酸锰/磷酸钇复合催化剂的制备方法 |
| CN111135843A (zh) * | 2020-01-03 | 2020-05-12 | 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 | 一种铝酸锌-磷酸铋异质结光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN111135843B (zh) * | 2020-01-03 | 2023-07-07 | 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 | 一种铝酸锌-磷酸铋异质结光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN113684679A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-11-23 | 周俊宏 | 一种碳纤维基纳米复合材料的制备方法及其应用 |
| CN113684679B (zh) * | 2021-07-29 | 2023-11-03 | 超越者新材料科技河北有限公司 | 一种碳纤维基纳米复合材料的制备方法及其应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105618090B (zh) | 2018-03-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105618090A (zh) | 一种高效异质结紫外光催化剂及其制备方法和应用 | |
| He et al. | High efficient visible-light photocatalytic performance of Cu/ZnO/rGO nanocomposite for decomposing of aqueous ammonia and treatment of domestic wastewater | |
| CN106955708A (zh) | 一种活化过硫酸盐耦合体系降解水中有机物的方法 | |
| CN108212192A (zh) | 一种光-芬顿催化剂及其制备方法 | |
| CN109939643A (zh) | α-Fe2O3掺杂生物炭的制备方法及其应用 | |
| CN103071493A (zh) | 一种Ag/ZnO中空微球光催化剂的制备方法 | |
| CN108264127A (zh) | 一种纳米级氧化镓真空紫外光催化降解全氟辛酸的方法 | |
| Riaz et al. | Iron doped TiO2 photocatalysts for environmental applications: fundamentals and progress | |
| CN104525173A (zh) | 一种碳纳米管复合TiO2绿色深度水处理剂的制备方法 | |
| CN105618030B (zh) | 一种高效光催化剂SrTiO3/Bi2WO6的制备方法及其应用 | |
| CN102600870A (zh) | 一种负载型磷酸银/多聚磷酸银/氯化银复合水处理光催化剂及其制备方法 | |
| CN106111105B (zh) | 一种用于处理抗生素废水的复合催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN104475100A (zh) | 一种碳纳米管复合钼酸铋绿色深度水处理剂的制备方法 | |
| CN108940334B (zh) | 一种凹凸棒负载Fe-N共掺杂介孔TiO2微球体光催化剂的制备方法 | |
| CN110759457A (zh) | 一种基于钙钛矿氧化物去除水中有机污染物的方法 | |
| CN105016526A (zh) | 一种难降解有机废水的光催化-吸附絮凝联用技术 | |
| CN103586042B (zh) | 一种α-Fe2O3/FeVO4复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
| Yin et al. | ZnO nanoparticles co-doped with Fe3+ and Eu3+ ions for solar assisted photocatalysis | |
| Abdelfattah et al. | Reduction of COD concentration and complete removal of phenol in industrial wastewater utilizing mesoporous TiO2 nanoparticles under UVA illumination | |
| CN101973686A (zh) | 有毒污泥同步脱水脱毒方法 | |
| CN111359622B (zh) | 一种双钙钛矿催化剂及其制备方法与用法 | |
| CN109046437B (zh) | 一种可全天使用的光催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN110801827A (zh) | 一种光敏降解催化剂的制备方法 | |
| Priyanka et al. | Solar for Greywater Photocatalysis Treatment: using Optimisation N-doped TiO2 of Operational Parameters | |
| CN111717956B (zh) | 一种复合光催化剂在有机废水处理中的应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |