CN107096555A - 一种碳酸钴复合磷酸钴光催化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种碳酸钴复合磷酸钴光催化剂的制备方法，具体步骤如下：称取12～16mmol硝酸钴，配置成12mmol/L的硝酸钴溶液，称取6.6～8mmol碳酸钠，配置成16mmol/L的碳酸钠溶液；将以上两种溶液在350～400转/分钟的转速下混合，形成胶状物质，持续搅拌3～4h，在搅拌过程中碳酸钠和硝酸钴反应，生成碳酸钴胶体；将碳酸钴胶体置于半透膜袋内，用蒸馏水洗涤3～4次，去除掉游离离子，再将该碳酸钴胶体加入到60～80mL浓度为2～4mol/L的磷酸钠溶液中，浸泡2～4天，在碳酸钴颗粒表面形成磷酸钴纳米颗粒，固液分离，去离子水洗涤固体2～3次，75～105℃烘干，制得一种碳酸钴复合磷酸钴光催化剂。该方法是在碳酸钴表面形成催化剂，催化剂和载体紧密结合。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳酸钴复合磷酸钴光催化剂的制备方法，属于环境保护中污水处理技术领域。
背景技术
传统的水处理方法效率低、成本高、存在二次污染等问题，污水治理一直得不到好的解决。纳米技术的发展和应用很可能彻底解决这一难题。1972年开始发现TiO2氧化活性较高，化学稳定性好，对人体无毒害，成本低，无污染，应用范围广，因而最受重视，但是TiO2的禁带宽度较大(例如锐钛矿TiO2的禁带宽度Eg＝3.2eV)，仅能吸收紫外光区(波长小于387nm)的光，对太阳能的利用效率较低。
在污染物降解以及能源生产领域中，半导体光催化是最有前景的方法之一。当能量大于或等于半导体禁带宽度的光子照射在光催化剂表面上时就会产生电子-空穴对的分离，这是光催化反应的最初的基本步骤。为了寻找高效的光催化剂，大量研究工作都集中在研究光催化活性的影响因素上。碳酸钴由于其本身特性的限制，在光催化降解方面，性能还有待提高。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种碳酸钴复合磷酸钴光催化剂的制备方法，该方法是在载体表面形成催化剂，催化剂和载体紧密结合。
本发明采用的技术方案是采用如下步骤：
1)称取12～16mmol硝酸钴，配置成12mmol/L的硝酸钴溶液，称取6.6～8mmol碳酸钠，配置成16mmol/L的碳酸钠溶液；
2)将以上两种溶液在350～400转/分钟的转速下混合，形成胶状物质，持续搅拌3～4h，在搅拌过程中碳酸钠和硝酸钴反应，生成碳酸钴胶体；
3)将碳酸钴胶体置于半透膜袋内，用蒸馏水洗涤3～4次，去除掉游离离子，再将该碳酸钴胶体加入到60～80mL浓度为2～4mol/L的磷酸钠溶液中，浸泡2～4天，在碳酸钴颗粒表面形成磷酸钴纳米颗粒，固液分离，去离子水洗涤固体2～3次，75～105℃烘干，制得一种碳酸钴复合磷酸钴光催化剂。
本发明的有益效果是：(1)本方法利用溶度积常数的差异，在碳酸钴表面形成溶度积常数更小的磷酸钴颗粒。
(2)碳酸钴和磷酸钴复合，协同作用，可以使碳酸钴在可见光下更好的发挥催化作用而能获得很好的催化效果。
具体实施方式
实施例1
称取16mmol硝酸钴，配置成12mmol/L的硝酸钴溶液，称取8mmol碳酸钠，配置成16mmol/L的碳酸钠溶液；将以上两种溶液在350转/分钟的转速下混合，形成胶状物质，持续搅拌3h，在搅拌过程中碳酸钠和硝酸钴反应，生成碳酸钴胶体；将碳酸钴胶体置于半透膜袋内，用蒸馏水洗涤3次，去除掉游离离子，再将该碳酸钴胶体加入到60mL浓度为2mol/L的磷酸钠溶液中，浸泡2天，在碳酸钴颗粒表面形成磷酸钴纳米颗粒，固液分离，去离子水洗涤固体2次，75℃烘干，制得一种碳酸钴复合磷酸钴光催化剂。
将得到的碳酸钴复合磷酸钴光催化剂0.5g加入到300mL浓度为10mg/L的亚甲基蓝废水中，在300w金卤灯照射下，反应30min，脱色率为93.7％，催化剂分离后可以重复利用。
实施例2
称取12mmol硝酸钴，配置成12mmol/L的硝酸钴溶液，称取6.6mmol碳酸钠，配置成16mmol/L的碳酸钠溶液；将以上两种溶液在400转/分钟的转速下混合，形成胶状物质，持续搅拌4h，在搅拌过程中碳酸钠和硝酸钴反应，生成碳酸钴胶体；将碳酸钴胶体置于半透膜袋内，用蒸馏水洗涤4次，去除掉游离离子，再将该碳酸钴胶体加入到80mL浓度为4mol/L的磷酸钠溶液中，浸泡4天，在碳酸钴颗粒表面形成磷酸钴纳米颗粒，固液分离，去离子水洗涤固体3次，105℃烘干，制得一种碳酸钴复合磷酸钴光催化剂。
将得到的碳酸钴复合磷酸钴光催化剂0.5g加入到300mL浓度为20mg/L的金橙7废水中，在300w金卤灯照射下，反应30min，脱色率为94.7％，催化剂分离后可以重复利用。对于相同的废水的在相同的条件下，纯碳酸钴的降解效率为62.9％，大大提高了其作用效果。
实施例3
称取14mmol硝酸钴，配置成12mmol/L的硝酸钴溶液，称取7mmol碳酸钠，配置成16mmol/L的碳酸钠溶液；将以上两种溶液在400转/分钟的转速下混合，形成胶状物质，持续搅拌4h，在搅拌过程中碳酸钠和硝酸钴反应，生成碳酸钴胶体；将碳酸钴胶体置于半透膜袋内，用蒸馏水洗涤4次，去除掉游离离子，再将该碳酸钴胶体加入到70mL浓度为3mol/L的磷酸钠溶液中，浸泡3天，在碳酸钴颗粒表面形成磷酸钴纳米颗粒，固液分离，去离子水洗涤固体3次，95℃烘干，制得一种碳酸钴复合磷酸钴光催化剂。
将得到的碳酸钴复合磷酸钴光催化剂0.5g加入到300mL浓度为20mg/L的玫瑰红B废水中，在300w金卤灯照射下，反应30min，脱色率为96.1％，催化剂分离后可以重复利用。
Claims (1)
1.一种碳酸钴复合磷酸钴光催化剂的制备方法，其特征是依次包括如下步骤：
1)称取12～16mmol硝酸钴，配置成12mmol/L的硝酸钴溶液，称取6.6～8mmol碳酸钠，配置成16mmol/L的碳酸钠溶液；
2)将以上两种溶液在350～400转/分钟的转速下混合，形成胶状物质，持续搅拌3～4h，在搅拌过程中碳酸钠和硝酸钴反应，生成碳酸钴胶体；
3)将碳酸钴胶体置于半透膜袋内，用蒸馏水洗涤3～4次，去除掉游离离子，再将该碳酸钴胶体加入到60～80mL浓度为2～4mol/L的磷酸钠溶液中，浸泡2～4天，在碳酸钴颗粒表面形成磷酸钴纳米颗粒，固液分离，去离子水洗涤固体2～3次，75～105℃烘干，制得一种碳酸钴复合磷酸钴光催化剂。
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| PB01 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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