CN106861685B - 一种Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备方法 - Google Patents
一种Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备方法，包括以下步骤：将培烧改性的硅藻土加入到含银离子废水中并搅拌1‑2h后，离心取沉淀物，向沉淀物中加入抗坏血酸溶液、柠檬酸钠溶液和去离子水并搅拌得到混合溶液，并调节混合溶液的pH至9，搅拌反应，静置，干燥，即得Ag/Ag2O/硅藻土；将钛酸四丁酯加入到无水乙醇中，再加入冰醋酸，然后搅拌形成淡黄色透明的溶液A；将去离子水、硝酸加入到无水乙醇中，制得透明的溶液B；将Ag/Ag2O/硅藻土与溶液A混合均匀，在将溶液B加入到溶液A中，并搅拌、静置陈化、干燥，即得。本发明制备方法利用一步法实现废水中重金属银的循环利用，既克服了繁杂的银回收纯化工艺，又使污染物银用于水环境中有机物的光催化降解。
Description
技术领域
本发明涉及光催化材料制备的技术领域，尤其涉及一种Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备方法。
背景技术
电镀工厂(或车间)排出的废水和废液，如镀件漂洗水、废槽液、设备冷却水和冲洗地面水等，电镀废水的水质复杂，成分不易控制，其中含有铬、镉、镍、铜、锌、金、银等重金属离子和氰化物等，有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质。由于硅藻土对电镀废水中的重金属离子银具有非常好的吸附效果，目前对电镀废水中的重金属 银离子的回收通常是采用在电镀废水中添加硅藻土的方法先进行回收，然后再进行提纯精炼，但这种回收处理的工艺存在回收提纯精炼难度大、工艺操作复杂、效率低以及成本低的问题。因此，研发一种将电镀废水中的重金属银离子可以方便回收并可循化利用的工艺是具有重大的科学研究意义以及经济价值。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种废水中重金属银的循环再利用方法。
为了实现上述发明目的，本发明采取了以下技术方案：
一种Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)Ag/硅藻土的制备：将培烧改性的硅藻土加入到含银离子废水中并搅拌1-2h后，离心取沉淀物，向沉淀物中加入抗坏血酸溶液、柠檬酸钠溶液和去离子水并搅拌得到混合溶液，调节混合溶液的pH至9，搅拌反应，静置，即得Ag/硅藻土溶液；
(2)Ag/Ag2O/硅藻土的制备：将步骤(1)中的Ag/硅藻土溶液离心分离、干燥，即得Ag/Ag2O/ 硅藻土；
(3)Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备：按钛酸四丁酯、无水乙醇、冰醋酸的体积比为20-30：45-55：2-8，将钛酸四丁酯加入到无水乙醇中，再加入冰醋酸，然后搅拌 20-50min，形成淡黄色透明的溶液A；按去离子水、硝酸、无水乙醇的体积比为8-15：1-4：45-55，将去离子水、硝酸加入到无水乙醇中，制得透明的溶液B；将步骤(2)中的Ag/Ag2O/硅藻土与溶液A混合均匀，再将溶液B以0.1-1ml/min的速度加入到溶液A中，并搅拌0.5-1h，再静置陈化形成凝胶，随后干燥，即得Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料。
在一种实施方式中，步骤(1)中，所述培烧改性的硅藻土的培烧温度为100-1000℃。
在一种实施方式中，步骤(1)中，所述培烧改性的硅藻土的培烧温度为100℃、420℃、 730℃或970℃。
在一种实施方式中，步骤(1)中，所述含银离子废水为1-5mg/L的硝酸银溶液。
在一种实施方式中，步骤(1)中，所述抗坏血酸溶液的浓度为0.6mmol/L。
在一种实施方式中，步骤(1)中，所述柠檬酸钠溶液的浓度为3mmol/L。
在一种实施方式中，步骤(1)中，所述搅拌反应时间为10-50min。
在一种实施方式中，步骤(1)中，所述搅拌反应的搅拌速度为800-1000r/min。
在一种实施方式中，步骤(2)中，所述干燥温度为60-70℃。
在一种实施方式中，步骤(3)中，所述静置陈化的时间为1-3h
参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
具体实施方式
除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1-2”、“1-2和4-5”、“1-3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
为了解决上述问题，本发明提供了一种Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)Ag/硅藻土的制备：将培烧改性的硅藻土加入到含银离子废水中并搅拌1-2h后，离心取沉淀物，向沉淀物中加入抗坏血酸溶液、柠檬酸钠溶液和去离子水并搅拌得到混合溶液，调节混合溶液的pH至9，搅拌反应，静置，即得Ag/硅藻土溶液；
(2)Ag/Ag2O/硅藻土的制备：将步骤(1)中的Ag/硅藻土溶液离心分离、干燥，即得Ag/Ag2O/ 硅藻土；
(3)Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备：按钛酸四丁酯、无水乙醇、冰醋酸的体积比为20-30：45-55：2-8，将钛酸四丁酯加入到无水乙醇中，再加入冰醋酸，然后搅拌 20-50min，形成淡黄色透明的溶液A；按去离子水、硝酸、无水乙醇的体积比为8-15：1-4：45-55，将去离子水、硝酸加入到无水乙醇中，制得透明的溶液B；将步骤(2)中的Ag/Ag2O/硅藻土与溶液A混合均匀，再将溶液B以0.1-1ml/min的速度加入到溶液A中，并搅拌0.5-1h，再静置陈化形成凝胶，随后干燥，即得Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤(1)中，所述培烧改性的硅藻土的培烧温度为 100-1000℃。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤(1)中，所述培烧改性的硅藻土的培烧温度为 100℃、420℃、730℃或970℃。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤(1)中，所述含银离子废水为1-5mg/L的硝酸银溶液。本发明所述的含银离子废水是用1-5mg/L的硝酸银溶液进行模拟电镀含银离子的废水溶液。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤(1)中，所述抗坏血酸溶液的浓度为0.6mmol/L。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤(1)中，所述柠檬酸钠溶液的浓度为3mmol/L。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤(1)中，所述搅拌反应时间为10-50min。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤(1)中，所述搅拌反应的搅拌速度为800-1000r/min。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤(2)中，所述干燥温度为60-70℃。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤(3)中，所述静置陈化的时间为1-3h
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其他说明，所用原料都是市售的。
实施例1
一种Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)Ag/硅藻土的制备：取5g在100℃的温度下培烧改性的硅藻土加入到含银离子废水 (1mg/L的硝酸银溶液)中并搅拌1h后，离心取沉淀物，向沉淀物中加入0.6mmol/L抗坏血酸溶液，3mmol/L的柠檬酸钠溶液、200ml蒸馏水，分别用0.017mol/L的柠檬酸溶液及0.1mol/L的NaOH调节溶液pH值为9.0，在转速为900r/min的条件下搅拌反应30min，反应后溶液静，即得Ag/硅藻土溶液；
(2)Ag/Ag2O/硅藻土的制备：将步骤(1)中的Ag/硅藻土溶液经离心分离后，在70℃下干燥24h，即得Ag/Ag2O/硅藻土；
(3)Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备：按钛酸四丁酯、无水乙醇、冰醋酸的体积比为25：50：5，将钛酸四丁酯加入到无水乙醇中，再加入冰醋酸，然后搅拌30min，形成淡黄色透明的溶液A；按去离子水、硝酸、无水乙醇的体积比为10：2：50，将去离子水、硝酸加入到无水乙醇中，制得透明的溶液B；将步骤(2)中的Ag/Ag2O/硅藻土与溶液A混合均匀，再将溶液B以0.5ml/min的速度加入到溶液A中，并搅拌0.5h，再静置陈化2h形成凝胶，随后在70℃下干燥24h，即得Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料。
实施例2
一种Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)Ag/硅藻土的制备：取5g在420℃的温度下培烧改性的硅藻土加入到含银离子废水 (1.5mg/L的硝酸银溶液)中并搅拌1h后，离心取沉淀物，向沉淀物中加入0.6mmol/L抗坏血酸溶液，3mmol/L的柠檬酸钠溶液、200ml蒸馏水，分别用0.017mol/L的柠檬酸溶液及0.1mol/L的NaOH调节溶液pH值为9.0，在转速为900r/min的条件下搅拌反应30min，反应后溶液静，即得Ag/硅藻土溶液；
(2)Ag/Ag2O/硅藻土的制备：将步骤(1)中的Ag/硅藻土溶液经离心分离后，在70℃下干燥24h，即得Ag/Ag2O/硅藻土；
(3)Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备：按钛酸四丁酯、无水乙醇、冰醋酸的体积比为20：48：2，将钛酸四丁酯加入到无水乙醇中，再加入冰醋酸，然后搅拌30min，形成淡黄色透明的溶液A；按去离子水、硝酸、无水乙醇的体积比为13：3.5：47，将去离子水、硝酸加入到无水乙醇中，制得透明的溶液B；将步骤(2)中的Ag/Ag2O/硅藻土与溶液 A混合均匀，再将溶液B以1ml/min的速度加入到溶液A中，并搅拌0.5h，再静置陈化2h 形成凝胶，随后在70℃下干燥24h，即得Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料。
实施例3
一种Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)Ag/硅藻土的制备：取5g在420℃的温度下培烧改性的硅藻土加入到含银离子废水 (2mg/L的硝酸银溶液)中并搅拌1h后，离心取沉淀物，向沉淀物中加入0.6mmol/L抗坏血酸溶液，3mmol/L的柠檬酸钠溶液、200ml蒸馏水，分别用0.017mol/L的柠檬酸溶液及0.1mol/L的NaOH调节溶液pH值为9.0，在转速为900r/min的条件下搅拌反应30min，反应后溶液静，即得Ag/硅藻土溶液；
(2)Ag/Ag2O/硅藻土的制备：将步骤(1)中的Ag/硅藻土溶液经离心分离后，在70℃下干燥24h，即得Ag/Ag2O/硅藻土；
(3)Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备：按钛酸四丁酯、无水乙醇、冰醋酸的体积比为28：54：8，将钛酸四丁酯加入到无水乙醇中，再加入冰醋酸，然后搅拌30min，形成淡黄色透明的溶液A；按去离子水、硝酸、无水乙醇的体积比为8：1：55，将去离子水、硝酸加入到无水乙醇中，制得透明的溶液B；将步骤(2)中的Ag/Ag2O/硅藻土与溶液A混合均匀，再将溶液B以0.5ml/min的速度加入到溶液A中，并搅拌0.5h，再静置陈化2h形成凝胶，随后在70℃下干燥24h，即得Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料。
实施例4
一种Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)Ag/硅藻土的制备：取5g在730℃的温度下培烧改性的硅藻土加入到含银离子废水 (2.5mg/L的硝酸银溶液)中并搅拌1h后，离心取沉淀物，向沉淀物中加入0.6mmol/L抗坏血酸溶液，3mmol/L的柠檬酸钠溶液、200ml蒸馏水，分别用0.017mol/L的柠檬酸溶液及0.1mol/L的NaOH调节溶液pH值为9.0，在转速为900r/min的条件下搅拌反应30min，反应后溶液静，即得Ag/硅藻土溶液；
(2)Ag/Ag2O/硅藻土的制备：将步骤(1)中的Ag/硅藻土溶液经离心分离后，在70℃下干燥24h，即得Ag/Ag2O/硅藻土；
(3)Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备：按钛酸四丁酯、无水乙醇、冰醋酸的体积比为23：52：7，将钛酸四丁酯加入到无水乙醇中，再加入冰醋酸，然后搅拌30min，形成淡黄色透明的溶液A；按去离子水、硝酸、无水乙醇的体积比为9：3.5：55，将去离子水、硝酸加入到无水乙醇中，制得透明的溶液B；将步骤(2)中的Ag/Ag2O/硅藻土与溶液A混合均匀，再将溶液B以0.5ml/min的速度加入到溶液A中，并搅拌0.5h，再静置陈化2h形成凝胶，随后在70℃下干燥24h，即得Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料。
实施例5
一种Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)Ag/硅藻土的制备：取5g在970℃的温度下培烧改性的硅藻土加入到含银离子废水 (3mg/L的硝酸银溶液)中并搅拌1h后，离心取沉淀物，向沉淀物中加入0.6mmol/L抗坏血酸溶液，3mmol/L的柠檬酸钠溶液、200ml蒸馏水，分别用0.017mol/L的柠檬酸溶液及0.1mol/L的NaOH调节溶液pH值为9.0，在转速为900r/min的条件下搅拌反应30min，反应后溶液静，即得Ag/硅藻土溶液；
(2)Ag/Ag2O/硅藻土的制备：将步骤(1)中的Ag/硅藻土溶液经离心分离后，在70℃下干燥24h，即得Ag/Ag2O/硅藻土；
(3)Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备：按钛酸四丁酯、无水乙醇、冰醋酸的体积比为28：48：6，将钛酸四丁酯加入到无水乙醇中，再加入冰醋酸，然后搅拌30min，形成淡黄色透明的溶液A；按去离子水、硝酸、无水乙醇的体积比为8：1：49，将去离子水、硝酸加入到无水乙醇中，制得透明的溶液B；将步骤(2)中的Ag/Ag2O/硅藻土与溶液A混合均匀，再将溶液B以1ml/min的速度加入到溶液A中，并搅拌0.5h，再静置陈化2h形成凝胶，随后在70℃下干燥24h，即得Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明的特征的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换，且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。
Claims (8)
1.一种Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)Ag/硅藻土的制备：将焙 烧改性的硅藻土加入到含银离子废水中并搅拌1-2h后，离心取沉淀物，向沉淀物中加入抗坏血酸溶液、柠檬酸钠溶液和去离子水并搅拌得到混合溶液，调节混合溶液的pH至9，搅拌反应，静置，即得Ag/硅藻土溶液；
(2)Ag/Ag2O/硅藻土的制备：将步骤(1)中的Ag/硅藻土溶液离心分离、干燥，即得Ag/Ag2O/硅藻土；
(3)Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备：按钛酸四丁酯、无水乙醇、冰醋酸的体积比为20-30：45-55：2-8，将钛酸四丁酯加入到无水乙醇中，再加入冰醋酸，然后搅拌20-50min，形成淡黄色透明的溶液A；按去离子水、硝酸、无水乙醇的体积比为8-15：1-4：45-55，将去离子水、硝酸加入到无水乙醇中，制得透明的溶液B；将步骤(2)中的Ag/Ag2O/硅藻土与溶液A混合均匀，再将溶液B以0.1-1ml/min的速度加入到溶液A中，并搅拌0.5-1h，再静置陈化形成凝胶，随后干燥，即得Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料；所述焙 烧改性的硅藻土的焙 烧温度为100℃、420℃、730℃或970℃。
2.根据权利要求1所述的Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述含银离子废水为1-5mg/L的硝酸银溶液。
3.根据权利要求1所述的Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述抗坏血酸溶液的浓度为0.6mmol/L。
4.根据权利要求1所述的Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述柠檬酸钠溶液的浓度为3mmol/L。
5.根据权利要求1所述的Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述搅拌反应时间为10-50min。
6.根据权利要求1所述的Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述搅拌反应的搅拌速度为800-1000r/min。
7.根据权利要求1所述的Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述干燥温度为60-70℃。
8.根据权利要求1所述的Ag/Ag2O/TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述静置陈化的时间为1-3h。
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