CN111686808A - 银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂制备方法 - Google Patents
银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111686808A CN111686808A CN202010558183.4A CN202010558183A CN111686808A CN 111686808 A CN111686808 A CN 111686808A CN 202010558183 A CN202010558183 A CN 202010558183A CN 111686808 A CN111686808 A CN 111686808A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- polyaniline
- zinc ferrite
- silver
- photocatalyst
- 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.)
- Pending
Links
- 229910001308 Zinc ferrite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 123
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 76
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 title claims abstract description 73
- OGFYIDCVDSATDC-UHFFFAOYSA-N silver silver Chemical compound [Ag].[Ag] OGFYIDCVDSATDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 43
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 claims abstract description 49
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 claims abstract description 21
- WGEATSXPYVGFCC-UHFFFAOYSA-N zinc ferrite Chemical compound O=[Zn].O=[Fe]O[Fe]=O WGEATSXPYVGFCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 109
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 52
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 51
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 50
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 41
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 22
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 21
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 19
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 16
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 15
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910021612 Silver iodide Inorganic materials 0.000 claims description 12
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 12
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 9
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- -1 potassium halide Chemical class 0.000 claims description 8
- JKFYKCYQEWQPTM-UHFFFAOYSA-N 2-azaniumyl-2-(4-fluorophenyl)acetate Chemical compound OC(=O)C(N)C1=CC=C(F)C=C1 JKFYKCYQEWQPTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 claims description 7
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 claims description 7
- 229940045105 silver iodide Drugs 0.000 claims description 7
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 6
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 6
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 5
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011630 iodine Substances 0.000 claims description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QZRHHEURPZONJU-UHFFFAOYSA-N iron(2+) dinitrate nonahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Fe+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O QZRHHEURPZONJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 3
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 3
- XIOUDVJTOYVRTB-UHFFFAOYSA-N 1-(1-adamantyl)-3-aminothiourea Chemical compound C1C(C2)CC3CC2CC1(NC(=S)NN)C3 XIOUDVJTOYVRTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 claims 1
- FBXVOTBTGXARNA-UHFFFAOYSA-N bismuth;trinitrate;pentahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.[Bi+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O FBXVOTBTGXARNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 58
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 33
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 abstract description 33
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 13
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 abstract 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 34
- CBACFHTXHGHTMH-UHFFFAOYSA-N 2-piperidin-1-ylethyl 2-phenyl-2-piperidin-1-ylacetate;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.C1CCCCN1C(C=1C=CC=CC=1)C(=O)OCCN1CCCCC1 CBACFHTXHGHTMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 13
- 150000004686 pentahydrates Chemical class 0.000 description 13
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M potassium bromide Chemical compound [K+].[Br-] IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 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 description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 6
- ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N zinc nitrate Chemical compound [Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M Superoxide Chemical compound [O-][O] OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 5
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 5
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N hydroxyl Chemical compound [OH] TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 4
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- JJWSNOOGIUMOEE-UHFFFAOYSA-N Monomethylmercury Chemical compound [Hg]C JJWSNOOGIUMOEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 2
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- OZKCXDPUSFUPRJ-UHFFFAOYSA-N oxobismuth;hydrobromide Chemical compound Br.[Bi]=O OZKCXDPUSFUPRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 208000012902 Nervous system disease Diseases 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 231100000693 bioaccumulation Toxicity 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000002498 deadly effect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000008175 fetal development Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- HXJNJLSAZAGIBV-UHFFFAOYSA-M iodosilver silver Chemical compound [Ag].I[Ag] HXJNJLSAZAGIBV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000003403 water pollutant Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
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
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
- B01J31/06—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing polymers
- B01J31/069—Hybrid organic-inorganic polymers, e.g. silica derivatized with organic groups
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/007—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by irradiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8665—Removing heavy metals or compounds thereof, e.g. mercury
-
- B01J35/33—
-
- B01J35/39—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/60—Heavy metals or heavy metal compounds
- B01D2257/602—Mercury or mercury compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/02—Other waste gases
- B01D2258/0283—Flue gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/80—Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
- B01D2259/802—Visible light
Abstract
本发明公开了一种银‑碘化银‑聚苯胺‑卤氧化铋‑铁酸锌光催化剂的制备方法，包括制备聚苯胺微颗粒、制备铁酸锌磁性微颗粒、制备聚苯胺‑卤氧化铋‑铁酸锌、制备光催化剂银‑碘化银‑聚苯胺‑卤氧化铋‑铁酸锌。本发明所述银‑碘化银‑聚苯胺‑卤氧化铋‑铁酸锌光催化剂制备方法具有使用方便、成本低、单质汞脱除效率高、稳定性与磁性均较强的特点，且催化剂可磁回收、无二次污染，可广泛应用于燃煤烟气单质汞控制领域。
Description
技术领域
本发明涉及污染防治技术，特别是涉及一种银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂制备方法。
背景技术
在生态系统和食物链中，由于汞本身具有的有毒性、流动性和生物积累性，所以汞一直以来都是主要的致命污染物之一。汞沉积进入水体生成无机汞后，会在无氧条件下被细菌转化为毒性更强的甲基汞。甲基汞能够通过食物链进入人体，导致神经系统疾病、肾肝脏的损伤，甚至会影响胎儿发育。目前，在各种汞污染排放源中，燃煤电站被认为是最大的汞污染源。
燃煤烟气中的汞主要以三种形态存在：单质汞Hg0、氧化态汞Hg2+及颗粒态汞Hgp；其中，氧化态汞Hg2+易溶于水，容易通过湿法烟气脱硫装置有效去除；Hgp易通过静电除尘设备有效去除；而Hg0由于其具有熔点低、易挥发和难溶于水的特点，故其很难通过现有的烟气污染物控制装备去除。将单质汞Hg0氧化成氧化态汞Hg2+后通过湿法烟气脱硫装置去除，是控制燃煤烟气中单质汞Hg0排放的方法之一。
近年来，可见光辐照的光催化氧化技术在水体污染物处理领域得到广泛发展。可见光催化剂在可见光辐照下能够激发产生电子空穴对e--h+，电子空穴对可与光催化剂表面上吸附的氧气或水反应生成具有强氧化性的超氧根离子·O2 -或羟基·OH。但是，现有的可见光催化剂，比如，碘氧化铋BiOI、聚苯胺PANI、碘化银AgI等，在光照下产生的电子空穴对容易复合，这就导致了这些可见光催化剂活性较低，且还面临光催化剂成本高、回收难等问题。
由此可见，现有技术中，采用可见光催化剂进行烟气脱汞，存在着脱汞效果差、成本高、操作维护复杂、回收难等问题
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种脱汞效果高、成本低、操作维护简单、回收比较彻底的银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂制备方法。
为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：
一种银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备聚苯胺(PANI)微颗粒。
步骤2、制备铁酸锌(ZnFe2O4)磁性微颗粒。
步骤3、制备聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌(PANI-BiOX-ZnFe2O4)微颗粒；其中，卤元素(X)为氯元素(Cl)、溴元素(Br)或碘元素(I)。
步骤4、根据步骤1、步骤2、步骤3的制备结果，制备光催化剂银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌(Ag-AgI-PANI-BiOX-ZnFe2O4)。
综上所述，本发明所述银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂为一种复合可见光催化剂。微米或者纳米级的银颗粒的表面等离子体共振效应较强，使得其对可见光的吸收能力更强。聚苯胺分子主链上含有大量的共轭P电子，当受强光照射时，聚苯胺价带中的电子将受激发转移至导带，出现附加的电子-空穴对。铁酸锌是一种性能优良的软磁材料，也是具有光催化活性及对可见光敏感的半导体材料。本发明制备的所述银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂复合可见光催化剂中，由于银、碘化银、聚苯胺、铁酸锌与卤氧化铋五者之间能带匹配结构较好，这样能极大地促进光生电子空穴对的分离，电子与氧气反应生成超氧根自由基·O2 -、空穴与水生成羟基自由基·OH；羟基自由基·OH、超氧根自由基·O2 -和空穴h+均具有较强的氧化能力，能够高效地将单质汞Hg0氧化成二价汞Hg2+，故所述银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂复合可见光催化剂能有效清除单质汞Hg0，具有经济高效、稳定性良好以及磁性回收的特点，并由此降低了光催化剂的使用成本。
附图说明
图1为本发明制备所述银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂的总体流程示意图。
图2为评价本发明所述银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂脱汞性能所需实验台的结构示意图。
图3为实施例2制备的聚苯胺的扫描电子显微镜显示图。
图4为实施例2制备的聚苯胺-碘氧化铋的扫描电子显微镜显示图。
图5为实施例1～4中制备的各光催化剂脱汞效率示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
图1为本发明制备所述银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂的总体流程示意图。如图1所示，本发明所述一种银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备聚苯胺PANI微颗粒。
步骤2、制备铁酸锌ZnFe2O4磁性微颗粒。
步骤3、制备聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌PANI-BiOX-ZnFe2O4微颗粒；其中卤元素X为氯元素Cl、溴元素Br或碘元素。
步骤4、根据步骤1、步骤2、步骤3的制备结果，制备光催化剂银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌Ag-AgI-PANI-BiOX-ZnFe2O4。
总之，本发明所述银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂为一种复合可见光催化剂。微米或者纳米级的银颗粒的表面等离子体共振效应较强，使得其对可见光的吸收能力更强。聚苯胺分子主链上含有大量的共轭P电子，当受强光照射时，聚苯胺价带中的电子将受激发转移至导带，出现附加的电子-空穴对。铁酸锌是一种性能优良的软磁材料，也是具有光催化活性及对可见光敏感的半导体材料。本发明制备的所述银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂复合可见光催化剂中，由于银、碘化银、聚苯胺、铁酸锌与卤氧化铋五者之间能带匹配结构较好，这样能极大地促进光生电子空穴对的分离，电子与氧气反应生成超氧根自由基·O2 -、空穴与水生成羟基自由基·OH；羟基自由基·OH、超氧根自由基·O2 -和空穴h+均具有较强的氧化能力，能够高效地将单质汞Hg0氧化成二价汞Hg2+，故所述银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂复合可见光催化剂能有效清除单质汞Hg0，具有经济高效、稳定性良好以及磁性回收的特点，并由此降低了光催化剂的使用成本。
本发明中，所述步骤1具体包括如下步骤：
步骤11、将a摩尔过硫酸铵(NH4)2S2O8溶于pH值为1～3的硫酸H2SO4水溶液中，机械搅拌使其混合均匀，得到第一溶液；其中，a为实数。
步骤12、将a摩尔苯胺C6H7N溶于pH值为1～3的硫酸H2SO4水溶液，机械搅拌使其混合均匀，得到第二溶液。
步骤13、在室温条件下，对第一溶液进行机械搅拌的同时，将第二溶液缓慢逐滴加入到中之后，继续连续机械搅拌4～10小时，得到第三溶液。
步骤14、将第三溶液静置48～72小时后过滤，得到第一固体物质；采用乙醇与水的混合液对该第一固体物质洗涤3～4次后，置于80℃的烘箱中真空干燥24小时；对该干燥后的第一固体物质依次进行研磨、筛分，并筛分至120目，得到聚苯胺PANI微颗粒。
本发明中，所述步骤2具体包括如下步骤：
步骤21、将b摩尔六水合硝酸锌Zn(NO3)2·6H2O与2b摩尔九水合硝酸铁Fe(NO3)3·9H2O溶入去离子水中并均匀搅拌，得到第四溶液；其中，b为实数。
步骤22、在对第四溶液进行机械电动搅拌的同时，将乙二胺溶液和氢氧化钠NaOH溶液的混合溶液缓慢滴加到第四溶液中后，继续连续搅拌2小时得到第五溶液，使得第五溶液的pH值维持在12～14；其中，氢氧化钠溶液的质量分数为50％，乙二胺溶液与氢氧化钠溶液的体积比为1∶1。
步骤23、将第五溶液盛放于水热反应釜中，保持加热温度为200℃，进行水热反应10小时，将得到的第二固体物质自然冷却到室温；采用去离子水与乙醇的混合溶液对冷却后的第二固体物质洗涤3～5次后，置于120℃的烘箱中干燥24小时，并对该干燥后的第二固体物质依次进行研磨、筛分，且筛分至120目，得到磁性铁酸锌ZnFe2O4微颗粒。
本发明中，所述步骤3具体包括如下步骤：
步骤31、将c摩尔五水合硝酸铋Bi(NO3)3·5H2O溶于200毫升含有50毫升冰醋酸的水溶液，机械搅拌待其充分溶解后，加入步骤1制备的聚苯胺、步骤2制备的铁酸锌，得到第六溶液。
步骤32、将第六溶液超声波震荡1小时后，采用机械搅拌，边搅拌边缓慢加入c摩尔摩尔卤化钾KX溶液，得到第七溶液。
步骤33、将第七溶液继续机械搅拌1小时后，并静置4～12小时后过滤得到第三固体物质，并对第三固体物质依次在烘箱置80℃烘干、筛分，且筛分至120目后，得到聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌PANI-BiOX-ZnFe2O4。
本发明上述内容中，聚苯胺与卤氧化铋的质量比为0.02∶1～1∶1，铁酸锌与卤氧化铋的质量比为0.05∶1～0.4∶1。
本发明中，所述步骤4具体包括如下步骤：
步骤41、取聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌溶于去离子水中，并机械搅拌30分钟，得到第八溶液。
步骤42、将d摩尔硝酸银AgNO3溶于10毫升甲酸水溶液中，并磁力搅拌15～30分钟，得到第九溶液；这里，d为实数，甲酸在甲酸水溶液中的体积分数为20％。
步骤43、在持续搅拌作用下，将第九溶液缓慢加入第八溶液中，再加入d摩尔碘化钾KI溶液，搅拌2小时后置于60瓦紫外灯下辐照2小时，得到第十溶液；
步骤44、对于第十溶液静置后过滤得到的第四固体物质，采用乙醇和水混合溶液洗涤3～5次后过进行过滤，将过滤后的第四固体物质置于80℃烘箱中烘干，并筛分至120目，得到银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌Ag-AgI-PANI-BiOX-ZnFe2O4复合磁性光催化剂。
本发明上述内容中，碘化银与聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌的质量比为0.02∶1～0.5∶1。
图2为本发明制备所述银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂所采用实验台的总体组成结构示意图。如图2所示，所述实验台包括：用于作为原始烟气气源的钢瓶1，安装有单质汞渗透管以向来自钢瓶1的原始烟气气源部分添加汞的恒温水浴3，用于将原始烟气与含汞烟气进行混合的混合器4，用于控制钢瓶1向恒温水浴3、混合器4对应输出原始烟气的气体流量的流量计2，混合器4输出的待处理烟气在流量计2的控制下进入盛装有包含催化剂的反应液、将反应液搅拌均匀并保持恒温的磁力搅拌水浴光催化反应器5，磁力搅拌水浴光催化反应器5中的温度恒定是通过热电偶7与循环冷却水装置8共同作用而实现的；在可见光源6发出的可见光的照射下，待处理烟气与反应液在磁力搅拌水浴光催化反应器5中发生脱汞反应。磁力搅拌水浴光催化反应器5输出的脱汞烟气进入盛有20％质量分数的氢氧化钠溶液的容器9，氢氧化钠溶液会吸收脱汞烟气中混合的酸性气体；而且，氢氧化钠吸收容器9设置有旁路，便于检测一氧化氮NO和二氧化硫SO2的质量浓度；除去酸性气体的脱汞烟气由低温冷却槽10去除脱汞烟气中携带的水蒸气；之后，将得到的比较干燥洁净的脱汞烟气通过四通阀11分为三路，第一路经过单质汞测试仪12测试后输送至活性炭吸附床15，同时单质汞测试仪12将测试结果上传至用于记录、分析汞浓度的上位机13；第二路直接发送至活性炭吸附床15；第三路经过烟气分析仪14进行成分分析后，进入活性炭吸附床15；活性炭吸附床15进一步对比较干燥洁净的脱汞烟气中的汞进行吸附后，将脱汞烟气排放至大气环境。这里，单质汞测试仪12采用德国VM3000在线测汞仪。这里，原始烟气由N2、O2、CO2、SO2和NO组成；其中，N2、O2和CO2为基本烟气成分，O2和CO2的体积含量分别为6％和12％，N2为平衡气体。原始烟气总流量为1.5升/分钟，单质Hg0的质量浓度约为50微克/米3。磁力搅拌水浴光催化反应器5中反应容器的内径为10厘米，反应容器内置功率为11瓦的荧光灯的可见光光源，且该可见光源被置于带有方便进行水冷却的石英玻璃套管内。反应容器内光催化氧化反应液由一定量的可见光催化剂和1升去离子水混合而成。另外，反应器底部还设有布气管，以使原始烟气均匀地充满整个反应容器。
本发明中，德国VM-3000在线测汞仪通过检测单质Hg0蒸汽的质量浓度来实时获得催化剂的脱汞效率。德国VM-3000在线测汞仪检测技术为现有技术，此处不再赘述。
实施例1
在实施例1中，碘氧化铋BiOI微颗粒的制备包括如下步骤：
步骤A11、取0.01摩尔五水合硝酸铋Bi(NO3)3·5H2O加入到150毫升去离子水与50毫升冰乙酸的混合溶液中，磁力搅拌至其完全溶解。
步骤A12、将50毫升含有0.01摩尔的碘化钾KI溶液缓慢滴加至步骤A11制备的Bi(NO3)3溶液中，并依次继续磁力搅拌60分钟、静置12小时。
步骤A13、将步骤A12制备得到的溶液用乙醇与水的混合溶液洗涤3～5遍，过滤并置于烘箱中80℃下干燥24小时，筛分至120目，即得到碘氧化铋BiOI光催化剂。
制备碘氧化铋-铁酸锌BiOI-ZnFe2O4光催化剂，包括如下步骤：
步骤A21、制备铁酸锌ZnFe2O4磁颗粒；
步骤A22、制备碘氧化铋-铁酸锌BiOI-ZnFe2O4光催化剂。
本实施例中，所述步骤A21，具体包括如下步骤：
步骤A211、将0.01摩尔六水合硝酸锌Zn(NO3)2·6H2O与0.02摩尔九水合硝酸铁Fe(NO3)3·9H2O溶于100毫升去离子水中并均匀搅拌，得到硝酸锌与硝酸铁混合溶液。
步骤A212、在械电动搅拌作用下，将10毫升乙二胺溶液和10毫升质量分数为50％的氢氧化钠NaOH溶液缓慢滴加到硝酸锌与硝酸铁混合溶液中，并使得到溶液的pH值为13～14，连续搅拌2小时。
步骤A213、将步骤A212制备的溶液盛放于水热反应釜中，在加热温度为200℃的情况下进行水热反应10小时，将得到的第二固体物质自然冷却到室温后，用去离子水与乙醇的混合溶液洗涤3～5次，并将过滤后的第二固体物质置于120℃的烘箱中干燥24小时，对干燥后的第二固体物质依次进行研磨、筛分，且筛分至120目后，得磁性铁酸锌ZnFe2O4微颗粒。
本实施例中，所述步骤A22，具体包括如下步骤：
步骤A221、将0.0085摩尔五水合硝酸铋Bi(NO3)3·5H2O溶于200毫升含有50毫升冰醋酸的水溶液中，机械搅拌待其充分溶解后，加入步骤A21中制备的0.0025摩尔铁酸锌ZnFe2O4。
步骤A222、将步骤A221制备的溶液采用超声波震荡1小时后用机械搅拌，边搅拌边缓慢加入50毫升含有0.0085摩尔碘化钾KI溶液。
步骤A223、将步骤A221制备的溶液继续机械搅拌1小时后，静置12小时并过滤得到第五固体物质，对第五固体物质进行洗涤后，放置于烘箱中按80℃烘干，并对烘干的第五固体筛分120目，得磁性碘氧化铋-铁酸锌BiOI-ZnFe2O4光催化剂。这里，铁酸锌ZnFe2O4与碘氧化铋BiOI的质量比为0.2∶1。
实施例2
在本实施例中，制备聚苯胺PANI颗粒，具体包括如下步骤：
步骤B11、将0.245摩尔过硫酸铵(NH4)2S2O8溶于pH值为2的200毫升硫酸H2SO4水溶液中，机械搅拌均匀。
步骤B12、将0.245摩尔苯胺C6H7N溶于pH值为2的200毫升硫酸H2SO4水溶液中，机械搅拌均匀。
步骤B13、在机械搅拌作用下，将步骤B12制备的溶液缓慢逐滴加入到步骤B11制备的溶液中，并在室温下对得到的混合溶液进行4小时连续搅拌。
步骤B14、将步骤B13制备的溶液静置24小时后过滤，采用乙醇与水的混合液对过滤得到的第一固体物质洗涤3～4次后，置于80℃的烘箱中真空干燥24小时，对干燥后的第一固体物质依次进行研磨、筛分，并筛分至120目，得黑色聚苯胺PANI微颗粒。图3为实施例2制备的聚苯胺的扫描电子显微镜显示图。如图3所示，采用实施例2所述方法制备的聚苯胺的微粒形状清晰可见。
在本实施例中，制备聚苯胺-碘氧化铋PANI-BiOI光催化剂颗粒，具体包括如下步骤：
步骤B21、将0.0085摩尔五水合硝酸铋Bi(NO3)3·5H2O溶于200毫升含有50毫升冰醋酸的水溶液，机械搅拌待其充分溶解后，加入0.3克聚苯胺PANI。
步骤B22、将步骤B21制备的溶液超声波震荡1小时后用机械搅拌，边搅拌边缓慢加入50毫升含有0.0085摩尔碘化钾KI的碘化钾溶液。
步骤B23、将步骤B22制备的溶液继续机械搅拌1小时后，静置12小时并过滤得到第六固体物质，对第六固体物质进行洗涤后，放置于烘箱中按80℃烘干，并将烘干的第六固体物质筛分至120目，得到聚苯胺-碘氧化铋PANI-BiOI光催化剂。这里，聚苯胺PANI与碘氧化铋BiOI的质量比为0.1∶1。图4为实施例2制备的聚苯胺-碘氧化铋的扫描电子显微镜显示图。如图4所示，采用实施例2所述方法制备的聚苯胺-碘氧化铋的微粒形状清晰可见。
实施例3
本实施例中，制备聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌PANI-BiOI-ZnFe2O4光催化剂微颗粒，具体包括如下步骤：
步骤C11、将0.0085摩尔五水合硝酸铋Bi(NO3)3·5H2O溶于200毫升含有50毫升冰醋酸的水溶液中，机械搅拌充分溶解后，加入0.6克实施例一中步骤A21制备的铁酸锌ZnFe2O4与0.3克实施例二制备的聚苯胺PANI。
步骤C12、将步骤C11制备的溶液超声波震荡1小时后机械搅拌，边搅拌边缓慢加入50毫升含有0.0085摩尔碘化钾KI的碘化钾溶液；
步骤C13、将步骤C12制备的溶液继续机械搅拌1小时后，静置12小时并过滤得到第七固体物质，对第七固体物质进行洗涤后，放置于烘箱中按80℃烘干，将烘干的第七固体物质筛分至120目后，得到聚苯胺-碘氧化铋-铁酸锌PANI-BiOI-ZnFe2O4光催化剂。这里，聚苯胺PANI与碘氧化铋BiOI的质量比为0.1∶1，铁酸锌ZnFe2O4与碘氧化铋BiOI的质量比为0.2∶1。
本实施例中，制备银-碘化银-聚苯胺-碘氧化铋-铁酸锌Ag-AgI-PANI-BiOI-ZnFe2O4光催化剂，具体包括如下步骤：
步骤C21、取2克聚苯胺-碘氧化铋-铁酸锌PANI-BiOI-ZnFe2O4置于去离子水中，机械搅拌30分钟。此溶液记为溶液M；
步骤C22、将0.0003摩尔硝酸银AgNO3溶于50毫升甲酸水溶液中，磁力搅拌10分钟，此溶液记为溶液N；这里，甲酸水溶液中甲酸的体积分数为20％。
步骤C23、对步骤C21制备的溶液进行持续搅拌，同时，将步骤C22制备的溶液缓慢加入步骤C21制备的溶液中，再向步骤C21制备的溶液与步骤C22制备的溶液的混合溶液中加入20毫升含有0.0003摩尔碘化钾KI的碘化钾溶液，继续机械搅拌2小时后置于60瓦紫外灯下辐照2小时。
步骤C24，将步骤C23制备的产物静置后过滤得到的第八固体物质，用乙醇与水的混合溶液洗涤3～5次，将洗涤后的第八固体物质置于80℃烘箱中烘干，并筛分至120目，得到银-碘化银-聚苯胺-碘氧化铋-铁酸锌Ag-AgI-PANI-BiOI-ZnFe2O4光催化剂。这里，碘化银AgI与聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌PANI-BiOI-ZnFe2O4的质量比为0.04∶1。
实施例4
本实施例中，制备聚苯胺-溴氧化铋-铁酸锌PANI-BiOBr-ZnFe2O4光催化剂微颗粒，具体包括如下步骤：
步骤D11、将0.0085摩尔五水合硝酸铋Bi(NO3)3·5H2O溶于200毫升含有50毫升冰醋酸的水溶液中，机械搅拌充分溶解后，加入0.52克实施例一中步骤A21制备的铁酸锌ZnFe2O4与0.26克实施例二制备的聚苯胺PANI。
步骤D12、将步骤D11制备的溶液超声波震荡1小时后机械搅拌，边搅拌边缓慢加入100毫升含有0.0085摩尔溴化钾KBr的溴化钾溶液。此溶液记为溶液P；
步骤D13、对步骤D12制备的溶液持续机械搅拌1小时后，静置12小时并过滤得到第九固体物质，对第九固体物质洗涤后，放置于烘箱按80℃烘干，并将烘干的第九固体物质筛分至120目，得到聚苯胺-溴氧化铋-铁酸锌PANI-BiOBr-ZnFe2O4光催化剂。这里，聚苯胺PANI与溴氧化铋BiOBr的质量比为0.1∶1，铁酸锌ZnFe2O4与溴氧化铋BiOBr的质量比为0.2∶1。
本实施例中，制备银-碘化银-聚苯胺-溴氧化铋-铁酸锌Ag-AgI-PANI-BiOBr-ZnFe2O4光催化剂微颗粒，具体包括如下步骤：
步骤D21、取2克聚苯胺-溴氧化铋-铁酸锌PANI-BiOBr-ZnFe2O4置于去离子水中，机械搅拌30分钟。
步骤D22、将0.0005摩尔硝酸银AgNO3溶于50毫升甲酸水溶液中，磁力搅拌10分钟。
步骤D23、对步骤D21制备的溶液进行持续搅拌，同时，将步骤D22制备的溶液缓慢加入步骤D21制备的溶液中，再向步骤D21制备的溶液与步骤D22制备的溶液的混合溶液中加入50毫升含有0.0005摩尔碘化钾KI的溴化钾溶液，继续机械搅拌2小时后置于60瓦紫外灯下辐照2小时。
步骤D24、将步骤D23制备的产物静置后过滤得到第十固体物质，用乙醇与水的混合溶液对第十固体物质洗涤3～5次后，放置于80℃烘箱中烘干，并筛分至120目，得到银-碘化银-聚苯胺-溴氧化铋-铁酸锌Ag-AgI-PANI-BiOBr-ZnFe2O4光催化剂。这里，碘化银AgI与聚苯胺-溴氧化铋-铁酸锌PANI-BiOBr-ZnFe2O4的质量比为0.06∶1。
图5为实施例1～4中制备的各光催化剂脱汞效率示意图。如图5所示，横坐标表示光催化剂的类型，纵坐标表示各光催化剂对单质汞的脱除效率。其中，x1表示光催化剂碘氧化铋BiOI，x2表示光催化剂碘氧化铋-铁酸锌BiOI-ZnFe2O4，x3表示光催化剂聚苯胺PANI，x4表示光催化剂聚苯胺-碘氧化铋PANI-BiOI，x5表示光催化剂聚苯胺-碘氧化铋-铁酸锌PANI-BiOI-ZnFe2O4，x6表示光催化剂银-碘化银-聚苯胺-碘氧化铋-铁酸锌Ag-AgI-PANI-BiOI-ZnFe2O4，x7表示光催化剂聚苯胺-溴氧化铋-铁酸锌PANI-BiOBr-ZnFe2O4，x8表示光催化剂银-碘化银-聚苯胺-溴氧化铋-铁酸锌Ag-AgI-PANI-BiOBr-ZnFe2O4。
如图5所示，使用实施例1中制备的BiOI和BiOI-ZnFe2O4光催化剂在图2所示的湿法光催化脱汞装置中进行单质汞去除实验，模拟烟气由N2、O2、CO2和Hg0组成，烟气中单质汞Hg0的浓度为50μg/m3下，催化剂的用量为0.2g，反应容器内置功率为11瓦的荧光灯的可见光光源，反应温度约为30℃，反应时间为60分钟，经统计，BiOI和BiOI-ZnFe2O4两种光催化剂对烟气中单质汞的脱除率约为42％和65％。可以看出，ZnFe2O4与BiOI复合可以适当提高光催化剂的脱汞活性。
如图5所示，使用实施例2中制备的PANI和PANI-BiOI光催化剂在图2所示的湿法光催化脱汞装置中进行单质汞去除实验，模拟烟气由N2、O2、CO2和Hg0组成，烟气中单质汞Hg0的浓度为50μg/m3下，催化剂的用量为0.25g，反应容器内置功率为11瓦的荧光灯的可见光光源，反应温度约为30℃，反应时间为60分钟，经统计，PANI和PANI-BiOI两种光催化剂对烟气中单质汞的脱除率约为33％和63％。可以看出，与PANI和BiOI相比，复合物质脱汞活性得到大幅提升。
如图5所示，使用实施例3中制备的聚苯胺-碘氧化铋-铁酸锌PANI-BiOI-ZnFe2O4与银-碘化银-聚苯胺-碘氧化铋-铁酸锌Ag-AgI-PANI-BiOI-ZnFe2O4光催化剂进行单质汞去除时，模拟烟气由N2、O2、CO2和Hg0组成，烟气中单质汞Hg0的浓度为50微克/米3，聚苯胺-碘氧化铋-铁酸锌或银-碘化银-聚苯胺-碘氧化铋-铁酸锌的用量为0.3克，反应容器内置功率为11瓦的荧光灯可见光光源，反应温度约为30℃，反应时间为60分钟，经统计，聚苯胺-碘氧化铋-铁酸锌、银-碘化银-聚苯胺-碘氧化铋-铁酸锌两种光催化剂对烟气中单质汞的脱除率分别为72％、98％。可以看出，Ag-AgI负载于PANI-BiOI-ZnFe2O4后，脱汞效率得到较大的增加。
如图5所示，使用实施例4中制备的聚苯胺-溴氧化铋-铁酸锌PANI-BiOBr-ZnFe2O4与银-碘化银-聚苯胺-溴氧化铋-铁酸锌Ag-AgI-PANI-BiOBr-ZnFe2O4光催化剂进行单质汞去除时，模拟烟气由N2、O2、CO2和Hg0组成，烟气中单质汞Hg0的浓度为50微克/米3，聚苯胺-溴氧化铋-铁酸锌或银-碘化银-聚苯胺-溴氧化铋-铁酸锌催化剂的用量为0.35克，反应容器内置功率为11瓦的荧光灯可见光光源，反应温度约为35℃，反应时间为60分钟，经统计，聚苯胺-溴氧化铋-铁酸锌、银-碘化银-聚苯胺-溴氧化铋-铁酸锌两种光催化剂对烟气中单质汞的脱除率分别为67％、96％。可以看出，银-碘化银Ag-AgI负载于聚苯胺-溴氧化铋-铁酸锌PANI-BiOBr-ZnFe2O4后，脱汞效率得到较大的增加。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：
步骤1、制备聚苯胺(PANI)微颗粒；
步骤2、制备铁酸锌(ZnFe2O4)磁性微颗粒；
步骤3、制备聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌(PANI-BiOX-ZnFe2O4)微颗粒；其中，卤元素(X)为氯元素(Cl)、溴元素(Br)或碘元素(I)；
步骤4、根据步骤1、步骤2、步骤3的制备结果，制备光催化剂银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌(Ag-AgI-PANI-BiOX-ZnFe2O4)。
2.根据权利要求1所述的银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂制备方法，其特征在于，所述步骤1具体包括如下步骤：
步骤11、将a摩尔过硫酸铵((NH4)2S2O8)溶于pH值为1～3的硫酸(H2SO4)水溶液中，机械搅拌使其混合均匀，得到第一溶液；其中，a为实数；
步骤12、将a摩尔苯胺(C6H7N)溶于pH值为1～3的硫酸(H2SO4)水溶液，机械搅拌使其混合均匀，得到第二溶液；
步骤13、在室温条件下，对第一溶液进行机械搅拌的同时，将第二溶液缓慢逐滴加入到中之后，继续连续机械搅拌4～10小时，得到第三溶液；
步骤14、将第三溶液静置48～72小时后过滤，得到第一固体物质；采用乙醇与水的混合液对该第一固体物质洗涤3～4次后，置于80℃的烘箱中真空干燥24小时；对该干燥后的第一固体物质依次进行研磨、筛分，并筛分至120目，得到聚苯胺(PANI)微颗粒。
3.根据权利要求1或2所述的银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂制备方法，其特征在于，所述步骤2具体包括如下步骤：
步骤21、将b摩尔六水合硝酸锌(Zn(NO3)2·6H2O)与2b摩尔九水合硝酸铁(Fe(NO3)3·9H2O)溶入去离子水中并均匀搅拌，得到第四溶液；其中，b为实数；
步骤22、在对第四溶液进行机械电动搅拌的同时，将乙二胺溶液和氢氧化钠NaOH溶液的混合溶液缓慢滴加到第四溶液中后，继续连续搅拌2小时得到第五溶液，使得第五溶液的pH值维持在12～14；其中，氢氧化钠溶液的质量分数为50％，乙二胺溶液与氢氧化钠溶液的体积比为1∶1；
步骤23、将第五溶液盛放于水热反应釜中，保持加热温度为200℃，进行水热反应10小时，将得到的第二固体物质自然冷却到室温；采用去离子水与乙醇的混合溶液对冷却后的第二固体物质洗涤3～5次后，置于120℃的烘箱中干燥24小时，并对该干燥后的第二固体物质依次进行研磨、筛分，且筛分至120目，得到磁性铁酸锌(ZnFe2O4)微颗粒。
4.根据权利要求3所述的银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂制备方法，其特征在于，所述步骤3具体包括如下步骤：
步骤31、将c摩尔五水合硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)溶于200毫升含有50毫升冰醋酸的水溶液，机械搅拌待其充分溶解后，加入步骤1制备的聚苯胺、步骤2制备的铁酸锌，得到第六溶液；
步骤32、将第六溶液超声波震荡1小时后，采用机械搅拌，边搅拌边缓慢加入c摩尔摩尔卤化钾(KX)溶液，得到第七溶液；
步骤33、将第七溶液继续机械搅拌1小时后，并静置4～12小时后过滤得到第三固体物质，并对第三固体物质依次在烘箱置80℃烘干、筛分，且筛分至120目后，得到聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌(PANI-BiOX-ZnFe2O4)。
5.根据权利要求1或4所述的银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂制备方法，其特征在于，所述步骤4具体包括如下步骤：
步骤41、取聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌溶于去离子水中，并机械搅拌30分钟，得到第八溶液；
步骤42、将d摩尔硝酸银(AgNO3)溶于10毫升甲酸水溶液中，并磁力搅拌15～30分钟，得到第九溶液；这里，d为实数，甲酸在甲酸水溶液中的体积分数为20％；
步骤43、在持续搅拌作用下，将第九溶液缓慢加入第八溶液中，再加入d摩尔碘化钾(KI)溶液，搅拌2小时后置于60瓦紫外灯下辐照2小时，得到第十溶液；
步骤44、对于第十溶液静置后过滤得到的第四固体物质，采用乙醇和水混合溶液洗涤3～5次后过进行过滤，将过滤后的第四固体物质置于80℃烘箱中烘干，并筛分至120目，得到银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌(Ag-AgI-PANI-BiOX-ZnFe2O4)复合磁性光催化剂。
6.根据权利要求1或4所述的银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂制备方法，其特征在于，所述聚苯胺与所述卤氧化铋的质量比为0.02∶1～1∶1，所述铁酸锌与所述卤氧化铋的质量比为0.05∶1～0.4∶1。
7.根据权利要求1所述的银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂制备方法，其特征在于，所述碘化银与所述聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌的质量比为0.02∶1～0.5∶1。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2019105639851 | 2019-06-13 | ||
| CN201910563985 | 2019-06-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111686808A true CN111686808A (zh) | 2020-09-22 |
Family
ID=72481970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010558183.4A Pending CN111686808A (zh) | 2019-06-13 | 2020-06-10 | 银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111686808A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116078409A (zh) * | 2023-03-14 | 2023-05-09 | 昆明理工大学 | 具有可见光响应的铁铋复合光催化剂及其制备方法与应用 |
| CN116651501A (zh) * | 2023-04-26 | 2023-08-29 | 广东工业大学 | 一种有机高分子/卤氧化铋光催化剂及其制备方法和应用 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102626658A (zh) * | 2012-03-28 | 2012-08-08 | 南京理工大学 | 铁酸盐/聚苯胺磁性纳米催化剂及其制备方法 |
| CN106582728A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-04-26 | 河南理工大学 | 复合磁性可见光催化剂Ag‑AgI‑BiOI‑CoFe2O4及其制备方法 |
| CN106732688A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 河南理工大学 | 复合磁性可见光催化剂银‑卤化银‑卤氧化铋‑铁酸钴及其制备方法 |
| JP2017154959A (ja) * | 2016-03-04 | 2017-09-07 | 三菱ケミカル株式会社 | 化合物、電子デバイス、光触媒、光電変換素子、太陽電池モジュール、半導体材料、及び無機材料の製造方法 |
| CN109012752A (zh) * | 2018-09-03 | 2018-12-18 | 安徽建筑大学 | 一种磁性ZnFe2O4/PANI/Au复合光催化剂的制备方法 |
| CN109046396A (zh) * | 2018-07-10 | 2018-12-21 | 华南师范大学 | 一种z型光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN109126881A (zh) * | 2018-08-29 | 2019-01-04 | 南通纺织丝绸产业技术研究院 | 一种负载光催化剂的微纳复合纤维材料及其制备方法 |
-
2020
- 2020-06-10 CN CN202010558183.4A patent/CN111686808A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102626658A (zh) * | 2012-03-28 | 2012-08-08 | 南京理工大学 | 铁酸盐/聚苯胺磁性纳米催化剂及其制备方法 |
| JP2017154959A (ja) * | 2016-03-04 | 2017-09-07 | 三菱ケミカル株式会社 | 化合物、電子デバイス、光触媒、光電変換素子、太陽電池モジュール、半導体材料、及び無機材料の製造方法 |
| CN106582728A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-04-26 | 河南理工大学 | 复合磁性可见光催化剂Ag‑AgI‑BiOI‑CoFe2O4及其制备方法 |
| CN106732688A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 河南理工大学 | 复合磁性可见光催化剂银‑卤化银‑卤氧化铋‑铁酸钴及其制备方法 |
| CN109046396A (zh) * | 2018-07-10 | 2018-12-21 | 华南师范大学 | 一种z型光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN109126881A (zh) * | 2018-08-29 | 2019-01-04 | 南通纺织丝绸产业技术研究院 | 一种负载光催化剂的微纳复合纤维材料及其制备方法 |
| CN109012752A (zh) * | 2018-09-03 | 2018-12-18 | 安徽建筑大学 | 一种磁性ZnFe2O4/PANI/Au复合光催化剂的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李成伟等: "荧光灯辐照下Ag@AgCl-BiOCl光催化剂湿法脱汞研究", 《化工学报》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116078409A (zh) * | 2023-03-14 | 2023-05-09 | 昆明理工大学 | 具有可见光响应的铁铋复合光催化剂及其制备方法与应用 |
| CN116651501A (zh) * | 2023-04-26 | 2023-08-29 | 广东工业大学 | 一种有机高分子/卤氧化铋光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN116651501B (zh) * | 2023-04-26 | 2024-03-12 | 广东工业大学 | 一种有机高分子/卤氧化铋光催化剂及其制备方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dong et al. | Degradation of phthalate esters in marine sediments by persulfate over Fe–Ce/biochar composites | |
| Liu et al. | Simultaneous removal of NOx and SO2 from coal-fired flue gas based on the catalytic decomposition of H2O2 over Fe2 (MoO4) 3 | |
| WO2015186819A1 (ja) | アンモニア吸着材 | |
| Zhou et al. | Fe3− xCuxO4 as highly active heterogeneous Fenton-like catalysts toward elemental mercury removal | |
| JP6371936B2 (ja) | トリチウム吸着材、水中からのトリチウムの分離方法及びトリチウム吸着材の再生方法 | |
| Rao et al. | Enhanced peroxymonosulfate activation by Cu-doped LaFeO3 with rich oxygen vacancies: Compound-specific mechanisms | |
| Zhang et al. | Facile synthesis of ternary Ag/AgBr-Ag2CO3 hybrids with enhanced photocatalytic removal of elemental mercury driven by visible light | |
| CN111686808A (zh) | 银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂制备方法 | |
| CN105536198A (zh) | 一种高效降解全氟化合物的方法 | |
| Liu et al. | Simultaneous removal of SO2 and NOx with OH from the catalytic decomposition of H2O2 over Fe-Mo mixed oxides | |
| CN105056940B (zh) | 等离子体辅助溶胶凝胶法制备高效氧化性催化剂的方法 | |
| Zhou et al. | Insight into elemental mercury (Hg 0) removal from flue gas using UV/H 2 O 2 advanced oxidation processes | |
| Hu et al. | Development of a green technology for mercury recycling from spent compact fluorescent lamps using iron oxides nanoparticles and electrochemistry | |
| Jiang et al. | Design, preparation, characterization, and application of MnxCu1-xOy/γ-Al2O3 catalysts in ozonation to achieve simultaneous organic carbon and nitrogen removal in pyridine wastewater | |
| Zohdi et al. | Removal of boron from aqueous solution using magnetic carbon nanotube improved with tartaric acid | |
| Cai et al. | Self-enhanced and efficient removal of As (III) from water using Fe–Cu–Mn composite oxide under visible-light irradiation: synergistic oxidation and mechanisms | |
| CN108607583A (zh) | 一种光催化降解挥发性有机物碳基卤氧铋复合催化剂及其制备方法和应用 | |
| Nakakubo et al. | Speciation analysis of inorganic selenium in wastewater using a highly selective cellulose-based adsorbent via liquid electrode plasma optical emission spectrometry | |
| CN108355628B (zh) | 一种银离子掺杂的偶氮共轭微孔聚合物、制备方法及应用 | |
| JP2014055931A (ja) | セシウム吸着材の後処理法 | |
| CN105688951B (zh) | 一种铜铈复合卤化银/银光催化剂制备方法以及采用该催化剂的烟气脱汞方法 | |
| Zhang et al. | NDMA adsorption and degradation by a new-type of Ag-MONT material carrying nanoscale zero-valent iron | |
| CN111701604A (zh) | 一种碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂制备方法 | |
| CN110280205A (zh) | 一种磁性硒掺杂铁硫复合物及其制备方法和应用 | |
| Wang et al. | Vapor‐phase elemental mercury adsorption by Ca (OH) 2 impregnated with MnO2 and Ag in fixed‐bed system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200922 |