CN107890865B - 一种粉末催化材料、改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料的制备及应用 - Google Patents
一种粉末催化材料、改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料的制备及应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种粉末催化剂能够催化光降解水中有机污染物对氯苯胺、甲基橙和苯并三唑的反应。同时公开了一种粉末催化材料的制备方法包括固相烧结法、自蔓延燃烧法和高温热分解法，还包括静电纺丝法和沉淀法相结合的方法。本发明还公开了一种改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料的制备方法，制备得到YbInTiCrO8‑改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料，可以用于光催化去除水体中的有机污染物对氯苯胺、甲基橙和苯并三唑。
Description
技术领域
本发明涉及材料化学技术领域，更具体的说是涉及一种粉末催化材料、改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料的制备及应用。
背景技术
光催化氧化法是近20年才出现的水处理技术，在足够的反应时间内通常可以将有机物完全矿化为CO2和H2O等简单无机物，避免了二次污染，简单高效而有发展前途。所谓光催化反应，就是在光的作用下进行的化学反应。光化学反应需要分子吸收特定波长的电磁辐射，受激产生分子激发态，然后会发生化学反应生成新的物质，或者变成引发热反应的中间化学产物。光化学反应的活化能来源于光子的能量，在太阳能的利用中光电转化以及光化学转化一直是十分活跃的研究领域。
二氧化钛是光催化材料的典型代表，近年来得到了广泛的研究。但是由于以二氧化钛粉末为催化剂的光催化氧化法存在催化剂分离回收的问题，影响了该技术在实际中的应用，因此，需要提供一种新型的光催化材料，以解决光催化剂分离回收的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种粉末催化材料、改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料的制备及应用。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种粉末催化材料，其特征在于，所述粉末催化材料为YbInTiCrO8粉末催化材料。
优选的，所述YbInTiCrO8含有[InO6]和[TiO6]共顶角八面体结构，所述YbInTiCrO8具有三维隧道结构。
一种粉末催化材料的制备方法，其特征在于，包括固相烧结法，具体步骤为：
(1)分别称取Yb2O3、In2O3、TiO2和CrO3，并混合均匀，然后加入球磨机中研磨，得到粉料；
(2)取上述粉料烘干，压制成片，放入高温烧结炉中烧结，然后随炉冷却，得到第一次烧结压片；
(3)取上述第一次烧结压片粉碎，再压制成片，然后放入高温烧结炉中烧结，然后随炉冷却，得到第二次烧结压片；
(4)取上述第二次烧结压片再次粉碎，压制成片，放入高温烧结炉中烧结得到第三次烧结压片；
(5)取上述第三次烧结压片进行粉碎处理，即得到一种粉末催化材料。
优选的，所述步骤(1)中Yb2O3、In2O3、TiO2和CrO3的摩尔比为1:1:2:2；Yb2O3、In2O3、TiO2和CrO3的纯度在99.99％以上；粉料的粒径为1.5μm-3.0μm。
优选的，所述步骤(2)中烘干温度为170℃-230℃，烘干时间为2.5h-3.5h；烧结温度条件为：先将炉温升至370℃-430℃，保温3h-5h。
优选的，所述步骤(3)中粉碎至粒径为1.5μm-2.5μm，烧结温度条件为：将炉温升至780℃-820℃，保温7h-9h。
优选的，所述步骤(4)中粉碎至粒径为1.0μm-2.0μm，烧结温度条件为：先由20℃升温至400℃，升温时间为40min-50min；然后，在400℃下保温90min-150min；再由400℃升温至800℃，升温时间为45min-55min；接着在800℃条件下保温480min-600min；之后由800℃升温至1850℃-1950℃，升温时间为120min-140min；最后在1850℃-1950℃条件下保温2700min-3300min；然后随炉冷却。
优选的，所述步骤(5)中粉碎至粒径为0.12μm-0.28μm。
一种粉末催化材料的制备方法，其特征在于，包括自蔓延燃烧法，具体步骤为：
(a)分别称取Yb(NO3)3·5H2O、In(NO3)3·4.5H2O、Ti(NO3)4、Cr(NO3)3·9H2O和甘氨酸，并将其溶于去离子水中，得到混合溶液；
(b)将上述混合溶液置于恒温磁力搅拌器中，恒温条件下搅拌，待溶液蒸发至一半时，停止搅拌，将溶液转移至坩埚中；
(c)将上述坩埚置于马弗炉中，使其自蔓延燃烧；
(d)最后使燃烧后的产物冷却，充分研磨后即可得到一种粉末催化材料。
优选的，所述步骤(a)中Yb(NO3)3·5H2O、In(NO3)3·4.5H2O、Ti(NO3)4和Cr(NO3)3·9H2O的化学计量比为1:1:1:1，甘氨酸与Yb(NO3)3·5H2O的摩尔比为5:1。
优选的，所述步骤(b)中搅拌温度为80℃。
优选的，所述步骤(c)中自蔓延燃烧的温度条件为：先以5℃/min的速率升温至200℃，保温30min；再以2℃/min的速率升温至400℃，保温60min。
优选的，所述步骤(d)中燃烧后的温度条件为：9.5℃/min的速率升温至800℃，保温120min，然后自然冷却至25℃。
一种粉末催化材料的制备方法，其特征在于，包括静电纺丝法和沉淀法相结合，具体步骤为：
(A)称取聚乙烯比咯烷酮，并将其加入到无水乙醇中，搅拌至溶解，得到聚乙烯比咯烷酮溶液；
(B)分别量取Ti(OC4H9)4、冰醋酸和无水乙醇，备用；先将冰醋酸和无水乙醇混合，然后在搅拌条件下将Ti(OC4H9)4滴加到冰醋酸和无水乙醇的混合溶液中；继续搅拌，得到Ti(OC4H9)4溶液；
(C)分别量取Yb(NO3)3水溶液、In(NO3)3水溶液以及Cr(NO3)3水溶液，备用；将上述溶液均加入锥形瓶中，并加入聚乙烯比咯烷酮溶液、Ti(OC4H9)4溶液及去离子水，搅拌，得到透明溶胶；
(D)以上述透明溶胶为静电纺丝液，然后利用静电纺丝装置进行纺丝，得到纤维毡；
(E)先将上述纤维毡进行烘干处理，然后将其置于马弗炉中处理，即可得到一种粉末催化材料。
优选的，所述步骤(B)中Ti(OC4H9)4体积1mL，冰醋酸体积为2mL，无水乙醇体积为2mL，继续搅拌30min。
优选的，所述步骤(C)中Yb(NO3)3水溶液摩尔浓度为0.2mol·L-1、体积为5mL，In(NO3)3水溶液摩尔浓度为0.2mol·L-1、体积为5mL，Cr(NO3)3水溶液摩尔浓度为0.2mol·L-1、体积为5mL，聚乙烯比咯烷酮溶液体积为10mL，Ti(OC4H9)4溶液体积为0.85mL，搅拌温度25℃。
优选的，步骤(D)静电纺丝装置由高压直流电源、蠕动泵和铝箔接收装置组成。
优选的，所述步骤(D)静电纺丝过程中纺丝针头内径为0.5mm，纺丝速度为3mL/h；调节纺丝针头与水平面成约30°的夹角，毛细尖端与接收板的距离为18cm，施加20k V的电压。
优选的，所述步骤(E)中烘干温度为60℃、烘干时间10h；马弗炉中温度条件为：以2℃/min的升温速率升温至800℃、恒温2h，然后自然冷却至25℃。
一种粉末催化材料的制备方法，其特征在于，包括高温热分解法，具体步骤为：
a、分别称取YbCl3·5H2O、InCl3·4H2O和CrCl3·6H2O，并将其加入十八烯和油酸的混合溶剂中，搅拌至完全溶解，冷却，得到稀土盐溶液；
b、将钛酸四异丙酯溶解于甲醇溶剂中，得到钛酸四异丙酯溶液；再将钛酸四异丙酯溶液缓慢滴加到上述稀土盐溶液中，得到反应体系；
c、将反应体系抽真空，待甲醇完全去除后，在惰性气体氛围保护下对体系进行升温、保温以及冷却处理，即得到反应产物；
d、对于反应产物进行离心、洗涤以及干燥处理，即可获得一种粉末催化材料。
优选的，所述步骤a中YbCl3·5H2O、InCl3·4H2O和CrCl3·6H2O的化学计量比为1:1:1；其各自称量为8mmol；
优选的，所述步骤b中钛酸四异丙酯为8mmol，甲醇溶剂体积为10mL。
优选的，所述步骤c中在90℃下抽真空，在氩气氛围保护下升温至300℃，保温时间2h，冷却至25℃。
一种改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：
A称取粉煤灰漂珠，并将其分散于HNO3溶液中，超声清洗，再分别使用去离子水和无水乙醇洗涤，最后进行干燥，得到酸处理后的粉煤灰漂珠；
B将硅烷偶联剂加入乙醇和水的混合溶液中，搅拌，得到硅烷偶联剂溶液；
C向硅烷偶联剂溶液中加入酸处理后的粉煤灰漂珠，水浴条件下搅拌，再经过滤、洗涤、干燥后得到改性粉煤灰漂珠；
D将YbInTiCrO8粉末溶于去离子水中，用超声振荡至形成均相溶液，备用；
E将改性粉煤灰漂珠加入上述均相溶液，水浴条件下搅拌，得到反应产物；
F对上述反应产物经过滤、洗涤、干燥处理，即可得到YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料。
优选的，所述步骤A中粉煤灰漂珠质量10.0g，HNO3溶液质量浓度10％、体积为250mL，超声清洗2h，干燥温度90℃、干燥时间12h。
优选的，所述步骤B中硅烷偶联剂为5mol KH550，混合溶液体积为200mL，混合溶液中乙醇和水的体积比为9:1，搅拌温度25℃、搅拌时间30min。
优选的，所述步骤C中酸处理后的粉煤灰漂珠的质量为2g，水浴温度80℃，搅拌时间6h。
优选的，所述步骤D中均相溶液中YbInTiCrO8的浓度为2mg/mL。
优选的所述步骤E中YbInTiCrO8：改性粉煤灰漂珠质量比为1:10，水浴温度80℃，搅拌时间6h。
与本发明技术方案所提供的催化材料相对应的，本发明还提供了一种粉末催化材料的应用，工艺方案如下：
在密闭不透光的环境下，利用氙灯作为光源，并同时采用磁力搅拌和充氧曝气的方式，采用YbInTiCrO8粉末作为催化剂，降解废水中的有机污染物。
优选的，所述有机污染物为对氯苯胺、甲基橙和苯并三唑。
在密闭不透光的环境下，利用氙灯作为光源，并同时采用磁力搅拌和充氧曝气的方式，采用YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料作为催化剂，降解废水中的有机污染物。
优选的，所述有机污染物为对氯苯胺、甲基橙和苯并三唑。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种粉末催化剂YbInTiCrO8，YbInTiCrO8属于n型宽带隙半导体，内含[InO6]和[TiO6]共顶角八面体，具有三维隧道结构，晶体中的八面体结构有利于电子的转移，共顶角八面体结构有利于光生载流子的迁移，在紫外光或可见光照射下，其光催化降解目标污染物对氯苯胺、甲基橙和苯并三唑的活性优于TiO2。
本发明通过静电纺丝法和沉淀法相结合的方法、固相烧结法、自蔓延燃烧法以及高温热分解法成功制备了粉末催化材料YbInTiCrO8。上述方法均能快速有效的制备得到粉末催化材料YbInTiCrO8，并且方法安全环保，不会对环境产生污染性破坏，制备得到的粉末催化材料YbInTiCrO8能在可见光照射下催化降解被污染水体中有机污染物，其中包括对氯苯胺、甲基橙和苯并三唑。
本发明公开了一种改性粉煤灰漂珠复合催化材料的制备方法，得到的YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合催化材料具有大的比表面积，能促进有机污染物与催化剂的接触，进而促进了光源和有机污染物的充分接触，极大地提高了有机污染物的降解效率，并能产生巨大的环境效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明一种YbInTiCrO8粉末催化材料的透射电镜图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1～实施例4为YbInTiCrO8粉末催化材料的制备方法
实施例1
一种粉末催化材料的制备方法，包括固相烧结法，具体步骤为：
(1)按照Yb2O3、In2O3、TiO2和CrO3的摩尔比为1:1:2:2，分别称取纯度为99.99％的Yb2O3、In2O3、TiO2和CrO3，并混合均匀，然后加入球磨机中研磨，得到粒径为1.5μm-3.0μm粉料。
(2)取上述粉料170℃-230℃条件下烘干烘干2.5h-3.5h，压制成片，放入高温烧结炉中烧结，结过程烧为：先将炉温升至370℃-430℃，保温3h-5h；然后随炉冷却，得到第一次烧结压片。
(3)取上述第一次烧结压片粉碎，得到粒径为1.5μm-2.5μm的粉末，再压制成片；然后放入高温烧结炉中烧结，烧结过程烧为：将炉温升至780℃-820℃，保温7h-9h；然后随炉冷却，得到第二次烧结压片。
(4)取上述第二次烧结压片再次粉碎，得到粒径为1.0μm-2.0μm的粉末，压制成片；放入高温烧结炉中烧结，烧结过程烧为：先由20℃升温至400℃，升温时间为40min-50min；然后，在400℃下保温90min-150min；再由400℃升温至800℃，升温时间为45min-55min；接着在800℃条件下保温480min-600min；之后由800℃升温至1850℃-1950℃，升温时间为120min-140min；最后在1850℃-1950℃条件下保温2700min-3300min；然后随炉冷却；得到第三次烧结压片；
(5)取上述第三次烧结压片进行粉碎处理，粉碎至粒径为0.12μm-0.28μm，即得到一种粉末催化材料YbInTiCrO8。
实施例2
一种粉末催化材料的制备方法，包括自蔓延燃烧法，具体步骤为：
(a)按照Yb(NO3)3·5H2O、In(NO3)3·4.5H2O、Ti(NO3)4和Cr(NO3)3·9H2O的化学计量比为1:1:1:1，甘氨酸与Yb(NO3)3·5H2O的摩尔比为5:1，分别称取Yb(NO3)3·5H2O、In(NO3)3·4.5H2O、Ti(NO3)4、Cr(NO3)3·9H2O和甘氨酸，并将其溶于去离子水中；
(b)将上述混合溶液置于恒温磁力搅拌器中，80℃条件下搅拌，待溶液蒸发至一半时，停止搅拌，将溶液转移至坩埚中；
(c)将上述坩埚置于马弗炉中，先以5℃/min的速率升温至200℃，保温30min；再以2℃/min的速率升温至400℃，保温60min，使其自蔓延燃烧；
(d)将燃烧后的产物先9.5℃/min的速率升温至800℃，保温120min，然后自然冷却至25℃；充分研磨后即可得到一种粉末催化材料YbInTiCrO8。
实施例3
一种粉末催化材料的制备方法，包括静电纺丝法和沉淀法相结合，具体步骤为：
(A)称取3.00g聚乙烯比咯烷酮，并将其加入到15mL无水乙醇中，25℃条件下搅拌至溶解，得到聚乙烯比咯烷酮溶液；
(B)分别量取1mLTi(OC4H9)4、2mL冰醋酸和2mL无水乙醇，备用；先将冰醋酸和无水乙醇混合，然后在搅拌条件下将Ti(OC4H9)4滴加到冰醋酸和无水乙醇的混合溶液中；继续搅拌30min，得到Ti(OC4H9)4溶液；
(C)分别量取5mL摩尔浓度为0.2mol·L-的Yb(NO3)3水溶液、5mL摩尔浓度为0.2mol·L-的In(NO3)3水溶液以及5mL摩尔浓度为0.2mol·L-的Cr(NO3)3水溶液，备用；将上述溶液均加入锥形瓶中，并加入10mL聚乙烯比咯烷酮溶液、0.85mLTi(OC4H9)4溶液及去离子水，25℃条件下搅拌，得到透明溶胶；
(D)以上述透明溶胶为静电纺丝液，然后利用由高压直流电源、蠕动泵和铝箔接受装置组成的静电纺丝装置进行纺丝，得到纤维毡；静电纺丝过程中纺丝针头内径为0.5mm，纺丝速度为3mL/h；调节纺丝针头与水平面成约30°的夹角，毛细尖端与接收板的距离为18cm，施加20k V的电压。
(E)先将上述纤维毡在60℃条件下烘干10h；然后将其置于马弗炉中，以2℃/min的升温速率升温至800℃、恒温2h，再自然冷却至25℃，即得到一种粉末催化材料YbInTiCrO8。
实施例4
一种粉末催化材料的制备方法，包括高温热分解法，具体步骤为：
a、分别称取8mmol YbCl3·5H2O、8mmol InCl3·4H2O和8mmol CrCl3·6H2O，并将其加入十八烯和油酸的混合溶剂中，搅拌至完全溶解，冷却，得到稀土盐溶液；
b、将8mmol钛酸四异丙酯溶解于10mL甲醇溶剂中，得到钛酸四异丙酯溶液；再将钛酸四异丙酯溶液缓慢滴加到上述稀土盐溶液中，得到反应体系；
c、将反应体系在90℃条件下抽真空，待甲醇完全去除后，氩气氛围保护下将体系升温至300℃、保温2h以及再冷却至25℃，即得到反应产物；
d、对于反应产物进行离心、洗涤以干燥处理，即可获得一种粉末催化材料YbInTiCrO8。
其中对实施例1制备得到的YbInTiCrO8粉末催化材料进行表征测试
实验原始材料高度纯净，通过X射线衍射图谱及X射线光电子能谱结果得知YbInTiCrO8为单相，无任何杂质相。透射电镜图谱如附图1所示从其中来看，催化剂的形貌比较规则,其颗粒平均尺寸为122nm。X射线荧光光谱仪测定YbInTiCrO8的平均原子摩尔百分比为Yb：In：Ti：Cr：O＝1.00：0.98：0.97：0.99：7.96。用Rietveld软件对YbInTiCrO8的X射线衍射结果进行结构精修，结构精修因子RP值为RP＝9.82％。YbInTiCrO8的空间群为I2/C，结构为单斜晶体结构，晶胞参数为
β＝101.726°，α＝γ＝90°。YbInTiCrO8各衍射峰的晶面指数(hkl)被标定。YbInTiCrO8催化剂中各个原子的空间原子位置参数被确定。采用紫外可见漫反射光谱仪对YbInTiCrO8在光的照射下产生的特征吸收边进行测定,获得YbInTiCrO8的带隙宽度为2.46eV。采用X射线光电子能谱仪测定YbInTiCrO8的X射线光电子能谱(见表1)，由表1可知Yb、In、Ti、Cr、O的化合价分别为+3、+3、+4、+6、-2。同时获得YbInTiCrO8的能带结构，导带由Yb的5p轨道、In的5p轨道、Ti的3d轨道和Cr的3d轨道构成，价带由O的2p轨道构成。
表1
实施例5-6为降解目标污染物甲基橙(C14H14N3SO3Na)
实施例5
采用YbInTiCrO8粉末催化剂光催化降解废水中的甲基橙(C14H14N3SO3Na)
将YbInTiCrO8粉末1.2g，放入500mL甲基橙水溶液中形成悬浮体系，甲基橙水溶液的初始浓度为0.04mmolL-1，初始pH值为7。选取500W的氙灯照射甲基橙溶液，配上截止滤光片(λ>420nm)。入射光光照强度为4.76×10-6EinsteinL-1s-1。实验过程中，用磁力搅拌器和充氧曝气的方式维持催化剂粉末呈悬浮状态。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。以YbInTiCrO8粉末为催化剂,在可见光照射下，随着照射时间的延长，甲基橙的浓度逐渐降低，总有机碳(TOC)浓度也逐渐降低，经320分钟，甲基橙的去除率为100％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达96.14％,CO2的产量为0.2647mmol，甲基橙浓度与时间的一级动力学常数Kc为0.00319min-1,总有机碳与时间的一级动力学常数KTOC为0.00309min-1。详尽的数据见表2。
表2
实施例6
采用In2TiO5粉末降解废水中的甲基橙(C14H14N3SO3Na)
将In2TiO5粉末1.2g，放入500mL甲基橙水溶液中形成悬浮体系，甲基橙水溶液的初始浓度为0.04mmolL-1，初始pH值为7。选取300W的氙灯照射甲基橙溶液，配上截止滤光片(λ>420nm)。实验过程中，用磁力搅拌器和充氧曝气的方式维持催化剂粉末呈悬浮状态。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。以In2TiO5粉末为催化剂，在可见光照射下，随着照射时间的延长，甲基橙的浓度逐渐降低，总有机碳(TOC)的浓度也逐渐降低，经320分钟，甲基橙的去除率为24.5％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达16.93％，CO2的产率为0.0436mmol，甲基橙浓度与时间的一级动力学常数Kc为0.00053min-1；经可见光照射560分钟后，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达28.30％，CO2的产率为0.0747mmol，总有机碳与时间的一级动力学常数KTOC为0.00051min-1。详尽的数据见表3。
表3
结合实施例5-6，下面分别利用YbInTiCrO8和In2TiO5粉末为催化剂降解甲基橙的性能对比
在初始实验条件一致前提下，利用In2TiO5粉末在可见光照射下下降解废水中的甲基橙，在可见光照射320分钟时，甲基橙的去除率为24.5％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达16.93％；在可见光照射560分钟时，甲基橙还未被完全降解，此时，甲基橙的去除率为30.50％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达28.30％，CO2的产率为0.0747mmol。而在相同的初始实验条件下，利用YbInTiCrO8粉末在可见光照射下降解废水中的甲基橙，在可见光照射320分钟时，甲基橙就已经被完全降解，即此时的甲基橙的去除率为100％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达96.14％，且CO2的产率比使用In2TiO5粉末时高，为0.2647mmol，明显可以看出YbInTiCrO8粉末对甲基橙的降解速率比In2TiO5粉末快得多；同时，经历相同时间的可见光照射后，利用YbInTiCrO8降解甲基橙的效率要远远高于In2TiO5。关于甲基橙浓度与时间的一级动力学常数，以及总有机碳与时间的一级动力学常数，YbInTiCrO8粉末均比In2TiO5粉末高得多，说明利用YbInTiCrO8粉末降解甲基橙的降解速率要大大快于In2TiO5粉末。
综上所述，对于可见光照射下降解去除水体中有机污染物甲基橙，YbInTiCrO8粉末比In2TiO5粉末光催化性能好、降解速率快、降解效率高。
实施例7-8为降解目标污染物苯并三唑(C6H5N3)
实施例7
采用YbInTiCrO8粉末降解废水中的苯并三唑(C6H5N3)
将YbInTiCrO8粉末1.2g，放入500mL苯并三唑水溶液中形成悬浮体系，苯并三唑水溶液的初始浓度为0.04mmolL-1，初始pH值为7。选取500W的氙灯照射苯并三唑溶液，配上截止滤光片(λ>420nm)。入射光光照强度为4.76×10-6EinsteinL-1s-1。实验过程中，用磁力搅拌器和充氧曝气的方式维持催化剂粉末呈悬浮状态。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。以YbInTiCrO8粉末为催化剂,在可见光照射下，随着照射时间的延长，苯并三唑的浓度逐渐降低，总有机碳(TOC)浓度也逐渐降低，经300分钟，苯并三唑的去除率为100％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达94.83％,CO2的产量为0.1119mmol，苯并三唑浓度与时间的一级动力学常数Kc为0.00309min-1,总有机碳与时间的一级动力学常数KTOC为0.00301min-1。详尽的数据见表4。
表4
实施例8
采用In2TiO5粉末降解废水中的苯并三唑(C6H5N3)
将In2TiO5粉末1.2g，放入500mL苯并三唑水溶液中形成悬浮体系，苯并三唑水溶液的初始浓度为0.04mmolL-1，初始pH值为7。选取500W的氙灯照射苯并三唑溶液，配上截止滤光片(λ>420nm)。实验过程中，用磁力搅拌器和充氧曝气的方式维持催化剂粉末呈悬浮状态。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。以In2TiO5粉末为催化剂，在可见光照射下，随着照射时间的延长，苯并三唑的浓度逐渐降低，总有机碳(TOC)的浓度也逐渐降低，经320分钟，苯并三唑的去除率为23.0％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达17.00％，CO2的产率为0.0195mmol，苯并三唑浓度与时间的一级动力学常数Kc为0.00061min-1；经可见光照射560分钟后，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达29.33％，CO2的产率为0.0341mmol，总有机碳与时间的一级动力学常数KTOC为0.00054min-1。详尽的数据见表5。
表5
结合实施例7-8，下面分别利用YbInTiCrO8和In2TiO5粉末为催化剂降解苯并三唑的性能对比。
在初始实验条件一致前提下，利用In2TiO5粉末在可见光照射下降解废水中的苯并三唑，在可见光照射320分钟时，苯并三唑的去除率为23.50％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达17.00％；在可见光照射560分钟时，苯并三唑还未被完全降解，此时，苯并三唑的去除率为33.25％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达29.33％，CO2的产率为0.0341mmol。而在相同的初始实验条件下，利用YbInTiCrO8粉末在可见光照射下降解废水中的苯并三唑，在可见光照射320分钟时，苯并三唑就已经被完全降解，即此时的苯并三唑的去除率为100％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达94.83％，且CO2的产率比使用In2TiO5粉末时高，为0.1119mmol，明显可以看出YbInTiCrO8粉末对苯并三唑的降解速率比In2TiO5粉末快得多；同时，经历相同时间的可见光照射后，利用YbInTiCrO8降解苯并三唑的效率要远远高于In2TiO5。关于苯并三唑浓度与时间的一级动力学常数，以及总有机碳与时间的一级动力学常数，YbInTiCrO8粉末均比In2TiO5粉末高得多，说明利用YbInTiCrO8粉末降解苯并三唑的降解速率要大大快于In2TiO5粉末。
综上所述，对于可见光照射下降解去除水体中有机污染物苯并三唑，YbInTiCrO8粉末比In2TiO5粉末光催化性能好、降解速率快、降解效率高。
实施例9-10降解目标污染物对氯苯胺(C6H6ClN)
实施例9
采用YbInTiCrO8催化材料降解废水中的对氯苯胺(C6H6ClN)
采用YbInTiCrO8催化材料作为催化剂,选择水中典型难降解的对氯苯胺作为目标降解物。对氯苯胺水溶液的初始浓度为0.04mmolL-1，将1.2gYbInTiCrO8催化材料粉末放入500mL对氯苯胺水溶液中形成悬浮体系，初始pH值为7。选取500W的氙灯照射对氯苯胺溶液，配上截止滤光片(λ>420nm)。入射光光照强度为4.76×10-6EinsteinL-1s-1。实验过程中，同样采用充氧曝气。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。结果表明以YbInTiCrO8催化材料作为催化剂在可见光照射下，随着照射时间的延长，对氯苯胺的浓度逐渐降低，总有机碳(TOC)浓度也逐渐降低，在可见光照射下，随着照射时间的延长，对氯苯胺的浓度逐渐降低，总有机碳(TOC)浓度也逐渐降低，经310分钟，对氯苯胺的去除率为100％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达95.63％,CO2的产率为0.1132mmol，对氯苯胺浓度与时间的一级动力学常数Kc为0.00327min-1,总有机碳与时间的一级动力学常数KTOC为0.00316min-1。详尽的数据见表6。
表6
实施例10
采用In2TiO5粉末降解废水中的对氯苯胺(C6H6ClN)
将In2TiO5粉末1.2g，放入500mL对氯苯胺水溶液中形成悬浮体系，对氯苯胺水溶液的初始浓度为0.04mmolL-1，初始pH值为7。选取500W的氙灯照射对氯苯胺溶液，配上截止滤光片(λ>420nm)。入射光光照强度为4.76×10-6EinsteinL-1s-1。实验过程中，用磁力搅拌器和充氧曝气的方式维持催化剂粉末呈悬浮状态。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。以In2TiO5粉末为催化剂,在可见光照射下，随着照射时间的延长，对氯苯胺的浓度逐渐降低，总有机碳(TOC)浓度也逐渐降低，经560分钟，对氯苯胺的去除率为30.25％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达25.63％,CO2的产量为0.0296mmol，对氯苯胺浓度与时间的一级动力学常数Kc为0.00051min-1,总有机碳与时间的一级动力学常数KTOC为0.00046min-1。详尽的数据见表7。
表7
结合实施例9-10，下面分别利用YbInTiCrO8和In2TiO5粉末为催化剂降解对氯苯胺的性能对比
在初始实验条件一致前提下，利用In2TiO5粉末在可见光照射下降解废水中的对氯苯胺，在可见光照射560分钟时，对氯苯胺还未被完全降解，此时，对氯苯胺的去除率为30.25％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达25.63％,CO2的产量为0.0296mmol。而在相同的初始实验条件下，利用YbInTiCrO8粉末在可见光照射下降解废水中的对氯苯胺，在可见光照射310分钟时，对氯苯胺就已经被完全降解，即此时的对氯苯胺的去除率为100％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达95.63％，且CO2的产率比使用In2TiO5粉末时高，为0.1132mmol，明显可以看出YbInTiCrO8粉末对对氯苯胺的降解速率比In2TiO5粉末快得多；同时，经历相同时间的可见光照射后，利用YbInTiCrO8降解对氯苯胺的效率要远远高于In2TiO5。关于对氯苯胺浓度与时间的一级动力学常数，以及总有机碳与时间的一级动力学常数，YbInTiCrO8粉末均比In2TiO5粉末高得多，说明利用YbInTiCrO8粉末降解对氯苯胺的降解速率要大大快于In2TiO5粉末。
综上所述，对于可见光照射下降解去除水体中有机污染物对氯苯胺，YbInTiCrO8粉末比In2TiO5粉末光催化性能好、降解速率快、降解效率高。
实施例11
一种改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料的制备方法，其特征在于，
A称取10.0g粉煤灰漂珠，并将其分散于250mL质量百分比为10％HNO3溶液中，超声清洗2h，再分别使用去离子水和无水乙醇洗涤，最后在90℃条件下干燥12h，得到酸处理后的粉煤灰漂珠；
B将5mol KH550加入到200mL乙醇和水的混合溶液中，混合溶液中乙醇和水的体积比为9:1，25℃条件下搅拌30min，得到硅烷偶联剂溶液；
C向硅烷偶联剂溶液中加入2g酸处理后的粉煤灰漂珠，80℃水浴条件下搅拌6h，再经过滤、洗涤、干燥后得到改性粉煤灰漂珠；
D将YbInTiCrO8粉末溶于去离子水中，用超声振荡至形成质量浓度为2mg/mL的均相溶液，备用；
E将改性粉煤灰漂珠加入上述均相溶液，使得YbInTiCrO8和改性粉煤灰漂珠满足质量比为1:10；80℃水浴条件下搅拌6h，得到反应产物；
F对上述反应产物经过滤、洗涤、干燥处理，即可得到YbInTiCrO8-改性粉煤灰复合多孔催化材料。
实施例12
采用上述制备得到的YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料光催化降解废水中的甲基橙(C14H14N3SO3Na)。
将YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料粉末1.2g，放入500mL甲基橙水溶液中形成悬浮体系，甲基橙水溶液的初始浓度为0.04mmolL-1，初始pH值为7。选取500W的氙灯照射甲基橙溶液，配上截止滤光片(λ>420nm)。实验过程中，用磁力搅拌器和充氧曝气的方式维持催化剂粉末呈悬浮状态。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。以YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料粉末为催化剂，在可见光照射下，随着照射时间的延长，甲基橙的浓度逐渐降低，总有机碳(TOC)的浓度也逐渐降低，经320分钟，甲基橙的去除率为100％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达100％，CO2的产率为0.2765mmol，甲基橙浓度与时间的一级动力学常数Kc为0.00354min-1，总有机碳与时间的一级动力学常数KTOC为0.00334min-1。详尽的数据见表8。
表8
下面分别利用YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料和In2TiO5粉末为催化剂降解苯并三唑的性能对比
在初始实验条件一致前提下，利用In2TiO5粉末在可见光照射下降解废水中的苯并三唑，在可见光照射320分钟时，苯并三唑的去除率为23.50％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达17.00％；在可见光照射560分钟时，苯并三唑还未被完全降解，此时，苯并三唑的去除率为33.25％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达29.33％，CO2的产率为0.0341mmol。而在相同的初始实验条件下，利用YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料粉末在可见光照射下降解废水中的苯并三唑，在可见光照射320分钟时，苯并三唑就已经被完全降解，即此时的苯并三唑的去除率为100％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达100％，且CO2的产率比使用In2TiO5粉末时高，为0.2765mmol，明显可以看出YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料粉末对苯并三唑的降解速率比In2TiO5粉末快得多；同时，经历相同时间的可见光照射后，利用YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料降解苯并三唑的效率要远远高于In2TiO5。关于苯并三唑浓度与时间的一级动力学常数，以及总有机碳与时间的一级动力学常数，YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料粉末均比In2TiO5粉末高得多，说明利用YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料粉末降解苯并三唑的降解速率要大大快于In2TiO5粉末。
综上所述，对于可见光照射下降解去除水体中有机污染物苯并三唑，YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料粉末比In2TiO5粉末光催化性能好、降解速率快、降解效率高。
实施例13
采用YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料降解废水中的苯并三唑(C6H5N3)。
将YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料粉末1.2g，放入500mL苯并三唑水溶液中形成悬浮体系，苯并三唑水溶液的初始浓度为0.04mmolL-1，初始pH值为7。选取500W的氙灯照射苯并三唑溶液，配上截止滤光片(λ>420nm)。入射光光照强度为4.76×10- 6EinsteinL-1s-1。实验过程中，用磁力搅拌器和充氧曝气的方式维持催化剂粉末呈悬浮状态。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。以YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料为催化剂,在可见光照射下，随着照射时间的延长，苯并三唑的浓度逐渐降低，总有机碳(TOC)浓度也逐渐降低，经300分钟，苯并三唑的去除率为100％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达100％，CO2的产量为0.1189mmol，苯并三唑浓度与时间的一级动力学常数Kc0.00326min-1，总有机碳与时间的一级动力学常数KTOC为0.00322min-1。详尽的数据见表9。
表9
下面分别利用YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料和In2TiO5粉末为催化剂降解苯并三唑的性能对比
在初始实验条件一致前提下，利用In2TiO5粉末在可见光照射下降解废水中的苯并三唑，在可见光照射320分钟时，苯并三唑的去除率为23.50％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达17.00％；在可见光照射560分钟时，苯并三唑还未被完全降解，此时，苯并三唑的去除率为33.25％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达29.33％，CO2的产率为0.0341mmol。而在相同的初始实验条件下，利用YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料粉末在可见光照射下降解废水中的苯并三唑，在可见光照射320分钟时，苯并三唑就已经被完全降解，即此时的苯并三唑的去除率为100％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达100％，且CO2的产率比使用In2TiO5粉末时高，为0.1189mmol，明显可以看出YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料粉末对苯并三唑的降解速率比In2TiO5粉末快得多；同时，经历相同时间的可见光照射后，利用YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料降解苯并三唑的效率要远远高于In2TiO5。关于苯并三唑浓度与时间的一级动力学常数，以及总有机碳与时间的一级动力学常数，YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料粉末均比In2TiO5粉末高得多，说明利用YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料粉末降解苯并三唑的降解速率要大大快于In2TiO5粉末。
综上所述，对于可见光照射下降解去除水体中有机污染物苯并三唑，YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料粉末比In2TiO5粉末光催化性能好、降解速率快、降解效率高。
实施例14
采用YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料降解废水中的对氯苯胺(C6H6ClN)。
采用YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料,选择水中典型难降解的对氯苯胺作为目标降解物。对氯苯胺水溶液的初始浓度为0.04mmolL-1，将1.2gSmErZrWO8-金属有机框架复合多孔催化剂放入500mL对氯苯胺水溶液中形成悬浮体系，初始pH值为7。选取500W的氙灯照射马拉硫磷溶液，配上截止滤光片(λ>420nm)。入射光光照强度为4.76×10-6EinsteinL-1s-1。实验过程中，同样采用充氧曝气。整个光照反应在密闭不透光的环境下进行。结果表明以YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料在可见光照射下，随着照射时间的延长，对氯苯胺的浓度逐渐降低，总有机碳(TOC)浓度也逐渐降低，在可见光照射经310分钟后，对氯苯胺的去除率达到100％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达100％，CO2的产量为0.1192mmol，对氯苯胺浓度与时间的一级动力学常数Kc为0.00345min-1,总有机碳与时间的一级动力学常数KTOC为0.00331min-1。详尽的数据见表10。
表10
下面分别利用YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料和In2TiO5粉末为催化剂降解对氯苯胺的性能对比
在初始实验条件一致前提下，利用In2TiO5粉末在可见光照射下降解废水中的对氯苯胺，在可见光照射560分钟时，对氯苯胺还未被完全降解，此时，对氯苯胺的去除率为30.25％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达25.63％,CO2的产量为0.0296mmol。而在相同的初始实验条件下，利用YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料粉末在可见光照射下降解废水中的对氯苯胺，在可见光照射310分钟时，对氯苯胺就已经被完全降解，即此时的对氯苯胺的去除率为100％，总有机碳TOC的去除率(矿化率)达100％，且CO2的产率比使用In2TiO5粉末时高，为0.1192mmol，明显可以看出YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料粉末对对氯苯胺的降解速率比In2TiO5粉末快得多；同时，经历相同时间的可见光照射后，利用YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料降解对氯苯胺的效率要远远高于In2TiO5。关于对氯苯胺浓度与时间的一级动力学常数，以及总有机碳与时间的一级动力学常数，YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料粉末均比In2TiO5粉末高得多，说明利用YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料粉末降解对氯苯胺的降解速率要大大快于In2TiO5粉末。
综上所述，对于可见光照射下降解去除水体中有机污染物对氯苯胺，YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料粉末比In2TiO5粉末光催化性能好、降解速率快、降解效率高。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种粉末催化材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为固相烧结法，具体步骤为：
(1)分别称取Yb2O3、In2O3、TiO2和CrO3，并混合均匀，然后加入球磨机中研磨，得到粉料；
(2)取上述粉料烘干，压制成片，放入高温烧结炉中烧结，然后随炉冷却，得到第一次烧结压片；
(3)取上述第一次烧结压片粉碎，再压制成片，然后放入高温烧结炉中烧结，然后随炉冷却，得到第二次烧结压片；
(4)取上述第二次烧结压片再次粉碎，压制成片，放入高温烧结炉中烧结得到第三次烧结压片；
(5)取上述第三次烧结压片进行粉碎处理，即得到YbInTiCrO8粉末催化材料；
所述步骤(1)中Yb2O3、In2O3、TiO2和CrO3的摩尔比为1:1:2:2；
所述步骤(2)中烧结温度条件为：先将炉温升至370℃-430℃，保温3h-5h；
所述步骤(3)中烧结温度条件为：将炉温升至780℃-820℃，保温7h-9h；
所述步骤(4)中烧结温度条件为：先由20℃升温至400℃，升温时间为40min-50min；然后，在400℃下保温90min-150min；再由400℃升温至800℃，升温时间为45min-55min；接着在800℃条件下保温480min-600min；之后由800℃升温至1850℃-1950℃，升温时间为120min-140min；最后在1850℃-1950℃条件下保温2700min-3300min；然后随炉冷却。
2.一种粉末催化材料的制备方法，其特征在于，包括自蔓延燃烧法，具体步骤为：
(a)分别称取Yb(NO3)3·5H2O、In(NO3)3·4.5H2O、Ti(NO3)4、Cr(NO3)3·9H2O和甘氨酸，并将其溶于去离子水中，得到混合溶液；
(b)将上述混合溶液置于恒温磁力搅拌器中，恒温条件下搅拌，待溶液蒸发至一半时，停止搅拌，将溶液转移至坩埚中；
(c)将上述坩埚置于马弗炉中，使其自蔓延燃烧；
(d)最后使燃烧后的产物冷却，充分研磨后即可得到YbInTiCrO8粉末催化材料；
所述步骤(a)中Yb(NO3)3·5H2O、In(NO3)3·4.5H2O、Ti(NO3)4和Cr(NO3)3·9H2O的化学计量比为1:1:1:1，甘氨酸与Yb(NO3)3·5H2O的摩尔比为5:1；
所述步骤(c)中自蔓延燃烧的温度条件为：先以5℃/min的速率升温至200℃，保温30min；再以2℃/min的速率升温至400℃，保温60min；
所述步骤(d)中燃烧后的温度条件为：9.5℃/min的速率升温至800℃，保温120min，然后自然冷却至25℃。
3.一种粉末催化材料的制备方法，其特征在于，包括静电纺丝法和沉淀法相结合，具体步骤为：
(A)称取聚乙烯比咯烷酮，并将其加入到无水乙醇中，搅拌至溶解，得到聚乙烯比咯烷酮溶液；
(B)分别量取Ti(OC4H9)4、冰醋酸和无水乙醇，备用；先将冰醋酸和无水乙醇混合，然后在搅拌条件下将Ti(OC4H9)4滴加到冰醋酸和无水乙醇的混合溶液中；继续搅拌，得到Ti(OC4H9)4溶液；
(C)分别量取Yb(NO3)3水溶液、In(NO3)3水溶液以及Cr(NO3)3水溶液，备用；将上述溶液均加入锥形瓶中，并加入聚乙烯比咯烷酮溶液、Ti(OC4H9)4溶液及去离子水，搅拌，得到透明溶胶；
(D)以上述透明溶胶为静电纺丝液，然后利用静电纺丝装置进行纺丝，得到纤维毡；
(E)先将上述纤维毡进行烘干处理，然后将其置于马弗炉中处理，即可得到YbInTiCrO8粉末催化材料；
所述步骤(B)中Ti(OC4H9)4体积1mL，冰醋酸体积为2mL，无水乙醇体积为2mL，继续搅拌30min；
所述步骤(C)中Yb(NO3)3水溶液摩尔浓度为0.2mol·L-1、体积为5mL，In(NO3)3水溶液摩尔浓度为0.2mol·L-1、体积为5mL，Cr(NO3)3水溶液摩尔浓度为0.2mol·L-1、体积为5mL，聚乙烯比咯烷酮溶液体积为10mL，Ti(OC4H9)4溶液体积为0.85mL，搅拌温度25℃；
所述步骤(D)静电纺丝过程中纺丝针头内径为0.5mm，纺丝速度为3mL/h；调节纺丝针头与水平面成约30°的夹角，毛细尖端与接收板的距离为18cm，施加20k V的电压；
所述步骤(E)中烘干温度为60℃、烘干时间10h；马弗炉中温度条件为：以2℃/min的升温速率升温至800℃、恒温2h，然后自然冷却至25℃。
4.一种粉末催化材料的制备方法，其特征在于，包括高温热分解法，具体步骤为：
a、分别称取YbCl3·5H2O、InCl3·4H2O和CrCl3·6H2O，并将其加入十八烯和油酸的混合溶剂中，搅拌至完全溶解，冷却，得到稀土盐溶液；
b、将钛酸四异丙酯溶解于甲醇溶剂中，得到钛酸四异丙酯溶液；再将钛酸四异丙酯溶液缓慢滴加到上述稀土盐溶液中，得到反应体系；
c、将反应体系抽真空，待甲醇完全去除后，在惰性气体氛围保护下对体系进行升温、保温以及冷却处理，即得到反应产物；
d、对于反应产物进行离心、洗涤以及干燥处理，即可获得YbInTiCrO8粉末催化材料；
所述步骤a中YbCl3·5H2O、InCl3·4H2O和CrCl3·6H2O的化学计量比为1:1:1；其各自称量为8mmol；
所述步骤b中钛酸四异丙酯为8mmol，甲醇溶剂体积为10mL；
所述步骤c中在90℃下抽真空，在氩气氛围保护下升温至300℃，保温时间2h，冷却至25℃。
5.一种粉末催化材料，其特征在于，采用权利要求1～4任一项所述方法制备得到，所述粉末催化材料为YbInTiCrO8粉末催化材料。
6.一种改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：
A称取粉煤灰漂珠，并将其分散于HNO3溶液中，超声清洗，再分别使用去离子水和无水乙醇洗涤，最后进行干燥，得到酸处理后的粉煤灰漂珠；
B将硅烷偶联剂加入乙醇和水的混合溶液中，搅拌，得到硅烷偶联剂溶液；
C向硅烷偶联剂溶液中加入酸处理后的粉煤灰漂珠，水浴条件下搅拌，再经过滤、洗涤、干燥后得到改性粉煤灰漂珠；
D将YbInTiCrO8粉末溶于去离子水中，用超声振荡至形成均相溶液，备用；
E将改性粉煤灰漂珠加入上述均相溶液，水浴条件下搅拌，得到反应产物；
F对上述反应产物经过滤、洗涤、干燥处理，即可得到YbInTiCrO8-改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料；
所述步骤A中粉煤灰漂珠质量10.0g，HNO3溶液质量百分浓度10％、体积为250mL，超声清洗2h，干燥温度90℃、干燥时间12h；
所述步骤B中硅烷偶联剂为5mol KH550，混合溶液体积为200mL，混合溶液中乙醇和水的体积比为9:1，搅拌温度25℃、搅拌时间30min；
所述步骤C中酸处理后的粉煤灰漂珠的质量为2g，水浴温度80℃，搅拌时间6h；
所述步骤D中均相溶液中YbInTiCrO8的浓度为2mg/mL；
所述步骤E中YbInTiCrO8：改性粉煤灰漂珠质量比为1:10，水浴温度80℃，搅拌时间6h。
7.一种如权利要求5所述的粉末催化材料在废水处理中的应用，其特征在于，用于降解废水中的有机污染物。
8.根据权利要求7所述的一种粉末催化材料在废水处理中的应用，其特征在于，所述有机污染物为对氯苯胺、甲基橙和苯并三唑。
9.一种如权利要求6所述方法制备得到的改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料在废水处理中的应用，用于降解废水中的有机污染物。
10.根据权利要求9所述的一种改性粉煤灰漂珠复合多孔催化材料在废水处理中的应用，其特征在于，所述有机污染物为对氯苯胺、甲基橙和苯并三唑。
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