CN109420487A - 一种竹炭-氧化锌光催化材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种竹炭‑氧化锌光催化材料的制备方法，包括：(1)将竹炭放入沸水煮沸5～10min，取出，冷却，加入盐酸浸泡8～12h，采用去离子水洗涤至中性，烘干，得到预处理后的竹炭；(2)将上述预处理后的竹炭加入去离子水中，超声分散2～3h，得到竹炭悬浮液；(3)向上述竹炭悬浮液中加入锌盐溶液，搅拌均匀，再加入碱溶液调节pH值为8～11，继续搅拌1～2h，得到竹炭‑氢氧化锌悬浊液；(4)将上述竹炭‑氢氧化锌悬浊液过滤，洗涤，干燥，置于200～400℃的马弗炉中煅烧1～2h，得到竹炭‑氧化锌光催化材料。通过本发明中的方法制备得到的竹炭‑氧化锌光催化材料，氧化锌均匀地分散在竹炭上，从而有效提高了该竹炭‑氧化锌光催化材料对苯酚的去除率。
Description
技术领域
本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种竹炭-氧化锌光催化材料的制备方法。
背景技术
竹炭具有发达的孔隙结构，且来源广泛，价格低廉，作为一种新型吸附材料，在环境保护方面，被广泛用作环境净化材料以吸附空气中甲醛等有害气体和用作水处理材料，但是，竹炭吸附污染物并没有将污染物破坏以解除毒素，这使得竹炭的吸附能力随着使用时间的延长而逐渐降低，并不可避免的要产生二次污染。因此，对竹炭进行改性使之既有更好的吸附性能又有再生性能具有重要的意义。
纳米氧化锌是一种光催化性能良好的光催化剂，但粉体纳米氧化锌作为光催化剂时存在回收困难的问题。用纳米氧化锌与负载体复合降解有机污染，不但能发挥纳米氧化锌的催化性能，亦能提高它的的催化效率及改变氧化锌单一使用时难以回收再利用的缺点。而竹炭作为一种功能性新型环保材料，其本身的强吸附性对净化、抑菌等方面有着一定的作用，利用竹炭吸附能力制备竹炭和纳米氧化锌的复合材料，实现竹炭的吸附性与纳米ZnO特殊性能有效结合，用于废污处理，有望成为人们研究的热点问题。
为此，有必要针对上述问题，提出一种竹炭-氧化锌光催化材料的制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种竹炭-氧化锌光催化材料的制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种竹炭-氧化锌光催化材料的制备方法，包括：
(1)将竹炭放入沸水煮沸5～10min，取出，冷却，加入盐酸浸泡8～12h，采用去离子水洗涤至中性，烘干，得到预处理后的竹炭；
(2)将上述预处理后的竹炭加入去离子水中，超声分散2～3h，得到竹炭悬浮液；
(3)向上述竹炭悬浮液中加入锌盐溶液，搅拌均匀，再加入碱溶液调节pH值为8～11，继续搅拌1～2h，得到竹炭-氢氧化锌悬浊液；
(4)将上述竹炭-氢氧化锌悬浊液过滤，洗涤，干燥，置于200～400℃的马弗炉中煅烧1～2h，得到竹炭-氧化锌光催化材料。
优选的，步骤(3)中，所述锌盐溶液选自醋酸锌溶液、氯化锌溶液、硝酸锌溶液中的一种。
优选的，步骤(3)中，所述碱溶液选自氨水溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化锂溶液中的一种。
优选的，所述竹炭-氧化锌光催化材料中，所述竹炭和所述氧化锌的质量之比为1:0.1～1。
优选的，所述竹炭-氧化锌光催化材料中，所述竹炭和所述氧化锌的质量之比为1:0.1～0.5。
优选的，步骤(1)中，所述竹炭的制备方法包括：1)将干燥后的竹片于550～700℃下炭化20～45min，得到一次炭化产物；2)将步骤1)中所述一次炭化产物研磨成180～200目的粉末，与黏结剂按照重量百分比2～7:3的配比进行充分搅拌，混合均匀，并挤压为成型条；3)将步骤2)中的成型条于400～500℃下进行二次炭化30～60min，得到二次炭化料；4)将步骤3)中的二次炭化料于800～900℃进行水蒸气活化120～360min，得到竹炭。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过本发明中的方法制备得到的竹炭-氧化锌光催化材料，氧化锌均匀地分散在竹炭上，从而有效提高了该竹炭-氧化锌光催化材料对苯酚的去除率。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
本发明公开一种竹炭-氧化锌光催化材料的制备方法，包括：
(1)将竹炭放入沸水煮沸5～10min，取出，冷却，加入盐酸浸泡8～12h，采用去离子水洗涤至中性，烘干，得到预处理后的竹炭；
(2)将上述预处理后的竹炭加入去离子水中，超声分散2～3h，得到竹炭悬浮液；
(3)向上述竹炭悬浮液中加入锌盐溶液，搅拌均匀，再加入碱溶液调节pH值为8～11，继续搅拌1～2h，得到竹炭-氢氧化锌悬浊液；
(4)将上述竹炭-氢氧化锌悬浊液过滤，洗涤，干燥，置于200～400℃的马弗炉中煅烧1～2h，得到竹炭-氧化锌光催化材料。
上述步骤(3)中，所述锌盐溶液选自醋酸锌溶液、氯化锌溶液、硝酸锌溶液中的一种，优选的，所述锌盐溶液选自醋酸锌溶液；所述碱溶液选自氨水溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化锂溶液中的一种，优选的，所述碱溶液选自氨水溶液。
根据上述方法制得的竹炭-氧化锌光催化材料中，所述竹炭和所述氧化锌的质量之比为1:0.1～1，优选的，所述竹炭和所述氧化锌的质量之比为1:0.1～0.5，更优选的，所述竹炭和所述氧化锌的质量之比为1:0.4。
在一实施例中，所述竹炭的制备方法包括：
1)将干燥后的竹片于550～700℃下炭化20～45min，得到一次炭化产物；
2)将步骤1)中所述一次炭化产物研磨成180～200目的粉末，与黏结剂按照重量百分比2～7:3的配比进行充分搅拌，混合均匀，并挤压为成型条；
3)将步骤2)中的成型条于400～500℃下进行二次炭化30～60min，得到二次炭化料；
4)将步骤3)中的二次炭化料于800～900℃进行水蒸气活化120～360min，得到竹炭。
实施例1
(1)将一定量的竹炭放入沸水煮沸5min，取出，冷却，加入盐酸浸泡8h，采用去离子水洗涤至中性，烘干，得到预处理后的竹炭；
(2)将上述预处理后的竹炭加入去离子水中，超声分散2h，得到竹炭悬浮液；
(3)向上述竹炭悬浮液中加入醋酸锌溶液，搅拌均匀，再加入氨水溶液调节pH值为8，继续搅拌1h，得到竹炭-氢氧化锌悬浊液；
(4)将上述竹炭-氢氧化锌悬浊液过滤，洗涤，干燥，置于200℃的马弗炉中煅烧1h，得到竹炭-氧化锌光催化材料。
根据上述实施例制得的竹炭-氧化锌光催化材料中，所述竹炭和所述氧化锌的质量之比为1:0.1，该光催化材料对苯酚的去除效率为58.9％。
实施例2
(1)将竹炭放入沸水煮沸8min，取出，冷却，加入盐酸浸泡10h，采用去离子水洗涤至中性，烘干，得到预处理后的竹炭；
(2)将上述预处理后的竹炭加入去离子水中，超声分散2.5h，得到竹炭悬浮液；
(3)向上述竹炭悬浮液中加入醋酸锌溶液，搅拌均匀，再加入氨水溶液调节pH值为9.5，继续搅拌1.5h，得到竹炭-氢氧化锌悬浊液；
(4)将上述竹炭-氢氧化锌悬浊液过滤，洗涤，干燥，置于350℃的马弗炉中煅烧1.5h，得到竹炭-氧化锌光催化材料。
根据上述实施例制得的竹炭-氧化锌光催化材料中，所述竹炭和所述氧化锌的质量之比为1:0.4，该光催化材料对苯酚的去除效率为78.6％。
实施例3
(1)将竹炭放入沸水煮沸10min，取出，冷却，加入盐酸浸泡12h，采用去离子水洗涤至中性，烘干，得到预处理后的竹炭；
(2)将上述预处理后的竹炭加入去离子水中，超声分散3h，得到竹炭悬浮液；
(3)向上述竹炭悬浮液中加入醋酸锌溶液，搅拌均匀，再加入氨水溶液调节pH值为11，继续搅拌2h，得到竹炭-氢氧化锌悬浊液；
(4)将上述竹炭-氢氧化锌悬浊液过滤，洗涤，干燥，置于400℃的马弗炉中煅烧2h，得到竹炭-氧化锌光催化材料。
根据上述实施例制得的竹炭-氧化锌光催化材料中，所述竹炭和所述氧化锌的质量之比为1:1，该光催化材料对苯酚的去除效率为61.8％。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
Claims (6)
1.一种竹炭-氧化锌光催化材料的制备方法，其特征在于，包括：
(1)将竹炭放入沸水煮沸5～10min，取出，冷却，加入盐酸浸泡8～12h，采用去离子水洗涤至中性，烘干，得到预处理后的竹炭；
(2)将上述预处理后的竹炭加入去离子水中，超声分散2～3h，得到竹炭悬浮液；
(3)向上述竹炭悬浮液中加入锌盐溶液，搅拌均匀，再加入碱溶液调节pH值为8～11，继续搅拌1～2h，得到竹炭-氢氧化锌悬浊液；
(4)将上述竹炭-氢氧化锌悬浊液过滤，洗涤，干燥，置于200～400℃的马弗炉中煅烧1～2h，得到竹炭-氧化锌光催化材料。
2.根据权利要求1所述的竹炭-氧化锌光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述锌盐溶液选自醋酸锌溶液、氯化锌溶液、硝酸锌溶液中的一种。
3.根据权利要求1所述的竹炭-氧化锌光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述碱溶液选自氨水溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化锂溶液中的一种。
4.根据权利要求1所述的竹炭-氧化锌光催化材料的制备方法，其特征在于，所述竹炭-氧化锌光催化材料中，所述竹炭和所述氧化锌的质量之比为1:0.1～1。
5.根据权利要求4所述的竹炭-氧化锌光催化材料的制备方法，其特征在于，所述竹炭-氧化锌光催化材料中，所述竹炭和所述氧化锌的质量之比为1:0.1～0.5。
6.根据权利要求1所述的竹炭-氧化锌光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述竹炭的制备方法包括：1)将干燥后的竹片于550～700℃下炭化20～45min，得到一次炭化产物；2)将步骤1)中所述一次炭化产物研磨成180～200目的粉末，与黏结剂按照重量百分比2～7:3的配比进行充分搅拌，混合均匀，并挤压为成型条；3)将步骤2)中的成型条于400～500℃下进行二次炭化30～60min，得到二次炭化料；4)将步骤3)中的二次炭化料于800～900℃进行水蒸气活化120～360min，得到竹炭。
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