CN111701604A - 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 - Google Patents
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 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111701604A CN111701604A CN202010558184.9A CN202010558184A CN111701604A CN 111701604 A CN111701604 A CN 111701604A CN 202010558184 A CN202010558184 A CN 202010558184A CN 111701604 A CN111701604 A CN 111701604A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cobalt ferrite
- cofe
- bismuth
- solution
- bismuth oxyhalide
- 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
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 147
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 122
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 title claims abstract description 122
- -1 silver iodide-silver oxide-bismuth Chemical compound 0.000 title claims abstract description 64
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 61
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 38
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 claims abstract description 33
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 4
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 claims abstract description 4
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011630 iodine Substances 0.000 claims abstract description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 132
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 95
- 229910002518 CoFe2O4 Inorganic materials 0.000 claims description 90
- NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N silver oxide Chemical compound [O-2].[Ag+].[Ag+] NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 66
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- 229910021612 Silver iodide Inorganic materials 0.000 claims description 50
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 claims description 46
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 42
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 41
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 37
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 32
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 25
- 229910003321 CoFe Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 23
- 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 20
- 229940045105 silver iodide Drugs 0.000 claims description 20
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 19
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 16
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 16
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 16
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 16
- 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 claims description 13
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 13
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 13
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 8
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 7
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 claims description 6
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 6
- 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 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 229910021503 Cobalt(II) hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- ASKVAEGIVYSGNY-UHFFFAOYSA-L cobalt(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Co+2] ASKVAEGIVYSGNY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QGUAJWGNOXCYJF-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O QGUAJWGNOXCYJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 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
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 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 description 2
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 claims description 2
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 abstract description 15
- 230000010718 Oxidation Activity Effects 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 abstract 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 abstract 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 44
- 229910000108 silver(I,III) oxide Inorganic materials 0.000 description 38
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 27
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 22
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 12
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 12
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 10
- 150000004686 pentahydrates Chemical class 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 6
- BWOROQSFKKODDR-UHFFFAOYSA-N oxobismuth;hydrochloride Chemical compound Cl.[Bi]=O BWOROQSFKKODDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OTCVAHKKMMUFAY-UHFFFAOYSA-N oxosilver Chemical compound [Ag]=O OTCVAHKKMMUFAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 6
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M potassium bromide Chemical compound [K+].[Br-] IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 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
- 229940073609 bismuth oxychloride Drugs 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- MSFPLIAKTHOCQP-UHFFFAOYSA-M silver iodide Chemical compound I[Ag] MSFPLIAKTHOCQP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M Superoxide Chemical compound [O-][O] OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 229960004887 ferric hydroxide Drugs 0.000 description 2
- IEECXTSVVFWGSE-UHFFFAOYSA-M iron(3+);oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Fe+3] IEECXTSVVFWGSE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 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 1
- 235000011158 Prunus mume Nutrition 0.000 description 1
- 244000018795 Prunus mume Species 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
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 229910001429 cobalt ion Inorganic materials 0.000 description 1
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- OZKCXDPUSFUPRJ-UHFFFAOYSA-N oxobismuth;hydrobromide Chemical compound Br.[Bi]=O OZKCXDPUSFUPRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 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
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/06—Halogens; Compounds thereof
- B01J27/128—Halogens; Compounds thereof with iron group metals or platinum group metals
-
- 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
-
- 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
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/33—Electric or magnetic properties
-
- 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
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明提供一种碘化银‑氧化银‑卤氧化铋‑铁酸钴磁性可见光催化剂制备方法，包括：制备铁酸钴磁性微颗粒；制备卤氧化铋‑铁酸钴微颗粒；根据卤氧化铋‑铁酸钴微颗粒，制备磁性可见光催化剂碘化银‑氧化银‑卤氧化铋‑铁酸钴；其中，卤氧化铋中的卤元素为氯元素、溴元素或碘元素。本发明所述碘化银‑氧化银‑卤氧化铋‑铁酸钴磁性可见光催化剂制备方法比较简单、成本低廉，而且本发明所述制备方法制备的碘化银‑氧化银‑卤氧化铋‑铁酸钴磁性可见光催化剂具有环境友好、成本低廉、光催化氧化活性高等特点，可广泛应用于大气污染防治领域。
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。
背景技术
目前，汞污染因其危害程度大的原因已在世界范围内引起广泛的关注。实际生产生活中，燃煤电站是人为汞排放的主要来源。在我国，约有38％的汞污染与燃煤有关。燃煤烟气中的汞主要以单质汞Hg0、二价汞Hg2+和颗粒态汞Hgp三种形式存在；其中，单质汞Hg0熔点低、易挥发且难溶于水，与二价汞Hg2+和颗粒态汞Hgp相比，单质汞Hg0更难从烟气中去除。
汞的脱除方法主要有四种：第一种是吸附法，其采用活性炭等吸附汞；但由于其吸附能力有限，无法长时间使用，且价格也较昂贵；而且，活性炭喷射技术还会影响飞灰的再利用价值。第二种是催化氧化法，即金属氧化物与HCl或O2结合将单质汞Hg0催化氧化成二价汞Hg2+后被吸收液脱除，由于该方法需要额外添加脱汞装置，故会增加燃煤电站的运行成本，而且使用后的催化剂放置也是一个需要解决的问题。第三种方法是利用常规污染物脱除设备的方法，该方法可以利用湿法脱硫和除尘装置脱除二价汞Hg2+和颗粒态汞Hgp，但该方法对Hg0的脱除效果甚微。第四种方法是采用光催化剂的方法，该方法在可见光或紫外光辐照下能够激发产生光生电子空穴对e--h+，光生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超氧根离子·O2 -或羟基·OH，从而脱除单质汞Hg0；但光生电子空穴对活性较低，且光催化剂制备成本较高、回收困难。
由此可见，在现有技术中，烟气脱汞方法存在脱汞效果差、成本高、操作维护复杂等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种脱汞效果好、成本低、操作维护比较简单的碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂制备方法。
为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：
本发明所述碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备铁酸钴CoFe2O4微颗粒。
步骤2、根据步骤1制取的铁酸钴CoFe2O4，制备卤氧化铋-铁酸钴BiOX-CoFe2O4微颗粒；其中，X为氯元素、溴元素或碘元素。
步骤3、根据步骤2制取的卤氧化铋-铁酸钴BiOX-CoFe2O4微颗粒，制取磁性碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴AgI-Ag2O-BiOX-CoFe2O4。
综上所述，本发明所述碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂制备方法提供了一种采用湿法脱除烟气中单质汞的碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂，在可见光的照射下，该催化剂对单质汞的光催化氧化脱汞效率高达90％以上，且该磁性可见光催化剂具有较强的磁回收能力，可多次使用。本发明所述碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂制备方法比较简单、成本低廉，而且本发明所述制备方法制备的碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂具有环境友好、成本低廉、光催化氧化活性高等特点。
附图说明
图1为本发明所述碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂制备方法的总体流程示意图。
图2为评价本发明所述碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂脱汞性能所需实验台的结构示意图。
图3为本发明实施例三中采用各磁性可见光催化剂进行脱汞得到的脱汞效率图。
图4为本发明所述碘化银-氧化银-碘氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂制备方法中的磁滞回线测量结果示意图。
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为本发明所述碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂制备方法的总体流程示意图。如图1所示，本发明所述碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备铁酸钴CoFe2O4微颗粒。
步骤2、根据步骤1制取的铁酸钴CoFe2O4，制备卤氧化铋-铁酸钴BiOX-CoFe2O4微颗粒；其中，X为氯元素、溴元素或碘元素。
步骤3、根据步骤2制取的卤氧化铋-铁酸钴BiOX-CoFe2O4微颗粒，制取磁性碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴AgI-Ag2O-BiOX-CoFe2O4。
总之，本发明所述碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂制备方法提供了一种采用湿法脱除烟气中单质汞的碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂，在可见光的照射下，该催化剂对单质汞的光催化氧化脱汞效率高达90％以上，且该磁性可见光催化剂具有较强的磁回收能力，可多次使用。本发明所述碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂制备方法比较简单、成本低廉，而且本发明所述制备方法制备的碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂具有环境友好、成本低廉、光催化氧化活性高等特点。
本发明中，所述步骤1具体包括如下步骤：
步骤11、将a摩尔六水合硝酸钴Co(NO3)2·6H2O与2a摩尔九水合硝酸铁Fe(NO3)3·9H2O溶入去离子水中并搅拌均匀后，得到含有硝酸钴与硝酸铁的第一溶液；其中，a为实数。
步骤12、将8a摩尔氢氧化钠溶入去离子水中，得到氢氧化钠溶液。
步骤13、在机械电动搅拌器作用下，将步骤12制备的氢氧化钠溶液缓慢添加到第一溶液中，再连续搅拌2小时，得到含有悬浮粒的第二溶液；其中，第二溶液的pH值维持在12～14。
本发明中，所述悬浮粒包括由钴离子、铁离子与氢氧根对应生成的氢氧化钴、氢氧化铁。
步骤14、将第二溶液盛放于水热反应釜中，在加热温度为180℃的条件下进行持续12小时的水热反应，得到含有沉淀物的第三溶液。
本发明中，所述沉淀物为氢氧化钴、氢氧化铁被氧化后得到的铁酸钴。
步骤15、对第三溶液依次进行自然冷却、过滤，对过滤得到的第一固体物质使用无水乙醇和水的混合物洗涤3～5次后，将洗涤后的沉淀物置于80℃的烘箱中真空干燥24小时，得到第一干燥产物。
步骤16、对第一干燥产物依次进行研磨、筛分后，得到磁性可见光催化剂铁酸钴CoFe2O4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摩尔五水合硝酸铋溶入含有冰醋酸的水溶液并搅拌均匀，得到酸性条件下的硝酸铋溶液；其中，b为实数。
步骤22、将0.05b～0.75b摩尔铁酸钴CoFe2O4磁性微颗粒加入酸性条件下的硝酸铋溶液中，并在机械搅拌器作用下持续搅拌30分钟，得到第四溶液。
步骤23、在机械电动搅拌器的作用下，将b摩尔卤化钾KX溶液逐滴添入第四溶液中并连续搅拌2小时后，再静置12小时，过滤得到第二固体物质。
步骤24、使用去离子水与乙醇的混合液对该第二固体物质洗涤3～5次后，将经过洗涤的第二固体物质置于60～70℃的烘箱中真空干燥24～48小时，得到第二干燥产物。
步骤25、对第二干燥产物依次进行研磨、筛分后，得到卤氧化铋-铁酸钴BiOX-CoFe2O4微颗粒。
本发明中，卤氧化铋-铁酸钴BiOX-CoFe2O4微颗粒中，铁酸钴CoFe2O4与卤氧化铋BiOX的质量比为0.05～0.5；其中，质量单位为克，质量比无量纲。
本发明中，所述步骤3具体包括如下步骤：
步骤31、将c摩尔硝酸银AgNO3与1.6c～22c摩尔卤氧化铋-铁酸钴BiOX-CoFe2O4微颗粒分散在去离子水中，并在机械电动搅拌器的作用下连续搅拌30分钟，得到第五溶液；其中，c为实数。
步骤32、将c摩尔氢氧化钠溶入去离子水中，得到氢氧化钠溶液；
步骤33、在机械电动搅拌器的作用下，将步骤32制备的氢氧化钠溶液缓慢添加到第五溶液中后，连续搅拌1小时，然后加入0.083c～0.34c摩尔的碘化钾，再连续搅拌2小时，过滤得到第三固体物质；其中，添加氢氧化钠的第五溶液的pH值为12～14。
步骤34、使用去离子水与乙醇的混合液对该第三固体物质洗涤3～5次后，将经过洗涤的第三固体物质置于60～70℃的烘箱中真空干燥24～48小时，得到第三干燥产物；
步骤35、对第三干燥产物依次进行研磨、筛分后，得到磁性可见光催化剂碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴AgI-Ag2O-BiOX-CoFe2O4。
本发明所述磁性可见光催化剂碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴AgI-Ag2O-BiOX-CoFe2O4中，铁酸钴CoFe2O4与卤氧化铋BiOX的质量比为0.05～0.5；氧化银Ag2O与卤氧化铋BiOX的质量比为0.02～0.2；碘化银AgI与氧化银Ag2O的质量比为0.01～0.1。
本发明中，上述用到的去离子水、乙醇、冰醋酸的量可根据实际需要自行确定。
图2为评价本发明所述碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂脱汞性能所需实验台的结构示意图。如图2所示，本发明下述实施例中所使用的实验台包括：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VM-3000在线测汞仪。图2所示实验台架为现有技术，此处不再赘述。
本实施例中，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，Hg0的质量浓度为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质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。
采用德国VM-3000测汞仪在线检测实验前后Hg0蒸汽的质量浓度，从而实时获得催化剂的脱汞效率，脱汞效率η的计算公式为：η＝(1-Cout/Cin)×100；其中，Cout和Cin分别为添加光催化剂前后磁力搅拌水浴光催化反应器5出口Hg0蒸汽的质量浓度。
实施例一
本实施例一中，制备铁酸钴CoFe2O4微颗粒，包括如下步骤：
步骤A11、将0.0426摩尔六水合硝酸钴Co(NO3)2·6H2O和0.0852摩尔九水合硝酸铁Fe(NO3)3·9H2O溶入100mL去离子水中并均匀搅拌，得到含有硝酸钴与硝酸铁的第六溶液。
步骤A12、将0.35摩尔氢氧化钠溶解于100mL去离子水中，得到氢氧化钠溶液。
步骤A13、在机械电动搅拌作用下，将步骤A12制备的氢氧化钠溶液缓慢添加到第六溶液中，并连续搅拌2小时得到溶液，得到含有氢氧化铁、氢氧化钴悬浮粒的第七溶液；其中，第七溶液的pH值为12～14。
步骤A14、将上述第七溶液盛放于水热反应釜中，在加热温度为180℃的条件下进行持续12小时的水热反应，得到含有CoFe2O4沉淀物的第八溶液。
步骤A15、第八溶液自然冷却到室温后，使用无水乙醇和水的混合物对从第三溶液中过滤得到的沉淀物洗涤3～5次，之后，将洗涤后的沉淀物其置于80℃的烘箱中真空干燥24小时，得到第一干燥产物。
步骤A16、对第一干燥产物进行研磨、筛分后，得到磁性可见光催化剂铁酸钴CoFe2O4微颗粒。
本实施例一中，制备磁性可见光催化剂氯氧化铋-铁酸钴BiOCl-CoFe2O4，包括如下步骤：
步骤A21、将0.0154摩尔五水合硝酸铋Bi(NO3)3·5H2O溶入到pH值为2-5的200毫升冰醋酸水溶液中并均匀搅拌，得到酸性条件下的硝酸铋溶液。
步骤A22、将步骤A16中得到的0.0043摩尔铁酸钴CoFe2O4磁性微颗粒加入到步骤A21得到的硝酸铋溶液中，并在机械电动搅拌器的作用下连续搅拌30分钟。
步骤A23、在机械电动搅拌器作用下，将0.0154摩尔氯化钾KCl逐滴添至步骤A22得到的溶液中连续搅拌2小时后，再静置12小时，过滤得到第四固体物质。
步骤A24、在使用去离子水与乙醇的混合液对步骤A23得到的第四固体物质洗涤3～5次后，将该经过洗涤的第四固体物质置于60～70℃的烘箱中干燥24小时。
步骤A25、对步骤A24得到的干燥产物依次进行研磨、筛分后，得到磁性可见光催化剂氯氧化铋-铁酸钴BiOCl-CoFe2O4。这里，其中，铁酸钴CoFe2O4与氯氧化铋BiOCl的质量比为0.25。
本实施例一中，制备氧化银(0.06)-氯氧化铋-铁酸钴Ag2O(0.06)-BiOCl-CoFe2O4，包括如下步骤：
步骤A31、将0.0021摩尔硝酸银AgNO3与0.0154摩尔氯氧化铋-铁酸钴BiOCl-CoFe2O4微颗粒分散在去离子水中，并在机械电动搅拌器的作用下连续搅拌30分钟，得到第五溶液。
步骤A32、将0.0021摩尔氢氧化钠溶入去离子水中，得到氢氧化钠溶液。
步骤A33、在机械电动搅拌器的作用下，将步骤A32制备的氢氧化钠溶液缓慢添加到第五溶液中，再连续搅拌2小时，过滤得到第五固体物质；其中，添加氢氧化钠的第五溶液的pH值为12～14。
步骤A34、使用去离子水与乙醇的混合液对A33得到的第五固体物质洗涤3～5次后，将经过洗涤的第五固体物质置于60～70℃的烘箱中真空干燥24～48小时。
步骤A35、对步骤A34得到的干燥产物依次进行研磨、筛分后，得到磁性可见光催化剂氧化银(0.06)-氯氧化铋-铁酸钴Ag2O(0.06)-BiOCl-CoFe2O4。
本发明方法中，氧化银(0.06)-氯氧化铋-铁酸钴Ag2O(0.06)-BiOCl-CoFe2O4表示氧化银Ag2O与氯氧化铋BiOCl的质量比为0.06。
本实施例一中，制备碘化银(0.16)-氧化银(0.06)-氯氧化铋-铁酸钴AgI(0.16)-Ag2O(0.06)-BiOCl-CoFe2O4，包括如下步骤：
步骤A41、将0.00224摩尔硝酸银AgNO3与0.0154摩尔氯氧化铋-铁酸钴BiOCl-CoFe2O4微颗粒分散在去离子水中，并在机械电动搅拌器的作用下连续搅拌30分钟，得到第六溶液。
步骤A42、将0.00224摩尔氢氧化钠溶入去离子水中，得到氢氧化钠溶液。
步骤A43、在机械电动搅拌器的作用下，将步骤A42制备的氢氧化钠溶液缓慢添加到第六溶液中，再连续搅拌1小时，然后加入0.0002摩尔的碘化钾，继续搅拌2小时，过滤得到第六固体物质；其中，添加氢氧化钠的第六溶液的pH值为12～14。
步骤A44、使用去离子水与乙醇的混合液对步骤A43制备的第六固体物质洗涤3～5次后，将经过洗涤的第六固体物质置于60～70℃的烘箱中真空干燥24～48小时。
步骤A45、对步骤A44得到的干燥产物依次进行研磨、筛分后，得到磁性可见光催化剂碘化银(0.16)-氧化银(0.06)-氯氧化铋-铁酸钴AgI(0.16)-Ag2O(0.06)-BiOCl-CoFe2O4。
本发明方法中，碘化银(0.16)-氧化银(0.06)-氯氧化铋-铁酸钴AgI(0.16)-Ag2O(0.06)-BiOCl-CoFe2O4表示：AgI与Ag2O的质量比为0.16，同时，Ag2O与BiOCl的质量比为0.06。
采用图2所示的实验台架，利用实施例一中制备的各类磁性可见光催化剂铁酸钴CoFe2O4、氯氧化铋-铁酸钴BiOCl-CoFe2O4、氧化银(0.06)-氯氧化铋-铁酸钴Ag2O(0.06)-BiOCl-CoFe2O4、碘化银(0.16)-氧化银(0.06)-氯氧化铋-铁酸钴AgI(0.16)-Ag2O(0.06)-BiOCl-CoFe2O4，分别在表1所示的实验参数条件下进行湿法光催化氧化单质汞实验。
表1实施例一脱汞实验参数条件表
| 反应温度/压力 | 催化剂用量 | Hg<sup>0</sup>浓度 | 烟气成分 |
| 40℃ | 0.2克/升 | 50微克/立方米 | N<sub>2</sub>、O<sub>2</sub>、CO<sub>2</sub> |
实验结果表明，采用铁酸钴CoFe2O4对单质汞的催化氧化脱除效率为3％，而采用相同质量的氯氧化铋-铁酸钴BiOCl-CoFe2O4、氧化银(0.06)-氯氧化铋-铁酸钴Ag2O(0.06)-BiOCl-CoFe2O4或者碘化银(0.16)-氧化银(0.06)-氯氧化铋-铁酸钴AgI(0.16)-Ag2O(0.06)-BiOCl-CoFe2O4对单质汞的催化氧化脱除效率对应为32％、55％和82％。
实施例二
本实施例二中，制备磁性可见光催化剂溴氧化铋-铁酸钴BiOBr-CoFe2O4，包括如下步骤：
步骤B11、将0.0131摩尔五水合硝酸铋Bi(NO3)3·5H2O溶入到pH值为2-5的200毫升冰醋酸水溶液中并均匀搅拌，得到酸性条件下的硝酸铋溶液。
步骤B12、将步骤A16中得到的0.0043摩尔铁酸钴CoFe2O4磁性微颗粒加入到步骤B11得到的硝酸铋溶液中，并在机械电动搅拌器的作用下连续搅拌30分钟。
步骤B13、在机械电动搅拌器作用下，将0.0131摩尔溴化钾KBr逐滴添至步骤B12得到的溶液中连续搅拌2小时后，再静置12小时，过滤得到第七固体物质。
步骤B14、在使用去离子水与乙醇的混合液对步骤B13得到的第七固体物质洗涤3～5次后，将经过洗涤的第七固体物质置于60～70℃的烘箱中干燥24小时。
步骤B15、对步骤B14得到的干燥产物依次进行研磨、筛分后，得到磁性可见光催化剂溴氧化铋-铁酸钴BiOBr-CoFe2O4。其中，铁酸钴CoFe2O4与溴氧化铋BiOBr的质量比为0.25。
本实施例二中，制备氧化银(0.06)-溴氧化铋-铁酸钴Ag2O(0.06)-BiOBr-CoFe2O4，包括如下步骤：
步骤B21、将0.0021摩尔硝酸银AgNO3与0.013摩尔溴氧化铋-铁酸钴BiOBr-CoFe2O4微颗粒分散在去离子水中，并在机械电动搅拌器的作用下连续搅拌30分钟，得到第七溶液。
步骤B22、将0.0021摩尔氢氧化钠溶入去离子水中，得到氢氧化钠溶液。
步骤B23、在机械电动搅拌器的作用下，将步骤B22制备的氢氧化钠溶液缓慢添加到第七溶液中，再连续搅拌2小时，过滤得到第八固体物质；其中，添加氢氧化钠的第七溶液的pH值为12～14。
步骤B24、使用去离子水与乙醇的混合液对第八固体物质洗涤3～5次后，将经过洗涤的第八固体物质置于60～70℃的烘箱中真空干燥24～48小时。
步骤B25、对步骤B24得到的干燥产物依次进行研磨、筛分后，得到磁性可见光催化剂氧化银(0.06)-溴氧化铋-铁酸钴Ag2O(0.06)-BiOBr-CoFe2O4。
本实施例二中，氧化银(0.06)-溴氧化铋-铁酸钴Ag2O(0.06)-BiOBr-CoFe2O4表示：氧化银Ag2O与氧化银-溴氧化铋-铁酸钴Ag2O-BiOBr-CoFe2O4中BiOBr的质量比为0.06。
本实施例二中，制备碘化银(0.33)-氧化银(0.06)-溴氧化铋-铁酸钴AgI(0.33)-Ag2O(0.06)-BiOBr-CoFe2O4，包括如下步骤：
步骤B31、将0.0024摩尔硝酸银AgNO3与0.0131摩尔溴氧化铋-铁酸钴BiOBr-CoFe2O4微颗粒分散在去离子水中，并在机械电动搅拌器的作用下连续搅拌30分钟，得到第八溶液。
步骤B32、将0.0021摩尔氢氧化钠溶入去离子水中，得到氢氧化钠溶液。
步骤B33、在机械电动搅拌器的作用下，将步骤B32制备的氢氧化钠溶液缓慢添加到第八溶液中，再连续搅拌1小时，然后加入0.0003摩尔的碘化钾，继续搅拌2小时，过滤得到第九固体物质；其中，添加氢氧化钠的第八溶液的pH值为12～14。步骤B34、使用去离子水与乙醇的混合液对第九固体物质洗涤3～5次后，将经过洗涤的第九固体物质置于60～70℃的烘箱中真空干燥24～48小时。
步骤B35、对步骤B34得到的干燥产物依次进行研磨、筛分后，得到磁性可见光催化剂碘化银(0.33)-氧化银(0.06)-溴氧化铋-铁酸钴AgI(0.33)-Ag2O(0.06)-BiOBr-CoFe2O4。
本发明方法中，碘化银(0.33)-氧化银(0.06)-溴氧化铋-铁酸钴AgI(0.33)-Ag2O(0.06)-BiOBr-CoFe2O4表示：AgI与Ag2O的质量比为0.33，同时，氧化银Ag2O与AgI-Ag2O-BiOBr-CoFe2O4中BiOBr的质量比为0.06。
采用图2所示的实验台架，利用实施例一种制备的光催化剂铁酸钴CoFe2O4与实施例二中制备的溴氧化铋-铁酸钴BiOBr-CoFe2O4、氧化银(0.06)-溴氧化铋-铁酸钴Ag2O(0.06)-BiOBr-CoFe2O4、碘化银(0.33)-氧化银(0.06)-溴氧化铋-铁酸钴AgI(0.33)-Ag2O(0.06)-BiOBr-CoFe2O4在表1所示的实验参数条件下进行湿法光催化氧化脱除单质汞实验。实验结果表明，采用铁酸钴CoFe2O4进行单质汞的脱除效率为3％，而采用相同质量的溴氧化铋-铁酸钴BiOBr-CoFe2O4、氧化银(0.06)-溴氧化铋-铁酸钴Ag2O(0.06)-BiOBr-CoFe2O4或者碘化银(0.33)-氧化银(0.06)-溴氧化铋-铁酸钴AgI(0.33)-Ag2O(0.06)-BiOBr-CoFe2O4进行脱汞效率对应为45％、73％和90％。
实施例三
本实施例三中，制备碘氧化铋-铁酸钴BiOI-CoFe2O4可见光催化剂，包括如下步骤：
步骤C11、将0.0114摩尔五水合硝酸铋Bi(NO3)3·5H2O溶入到pH值为2-5的200毫升冰醋酸水溶液中并均匀搅拌，得到酸性条件下的硝酸铋溶液。
步骤C12、将步骤A16中得到的0.0043摩尔铁酸钴CoFe2O4磁性微颗粒加入到步骤C11得到的硝酸铋溶液中，并在机械电动搅拌器的作用下连续搅拌30分钟。
步骤C13、在机械电动搅拌器作用下，将0.0114摩尔碘化钾KI逐滴添至步骤C12得到的溶液中连续搅拌2小时后，再静置12小时，过滤得到第十固体物质。
步骤C14、使用去离子水与乙醇的混合液对第十固体物质洗涤3～5次后，将经过洗涤的第十固体产物置于60～70℃的烘箱中干燥24小时。
步骤C15、对步骤C14得到的干燥产物依次进行研磨、筛分后，得到碘氧化铋-铁酸钴BiOI-CoFe2O4磁性可见光催化剂。这里，铁酸钴CoFe2O4与碘氧化铋BiOI的质量比为0.25。
本实施例三中，制备氧化银(0.06)-碘氧化铋-铁酸钴Ag2O(0.06)-BiOI-CoFe2O4，包括如下步骤：
步骤C21、将0.0021摩尔硝酸银AgNO3与0.0114摩尔碘氧化铋-铁酸钴BiOI-CoFe2O4微颗粒分散在去离子水中，并在机械电动搅拌器的作用下连续搅拌30分钟，得到第九溶液。
步骤C22、将0.0021摩尔氢氧化钠溶入去离子水中，得到氢氧化钠溶液。
步骤C23、在机械电动搅拌器的作用下，将步骤C22制备的氢氧化钠溶液缓慢添加到第九溶液中，再连续搅拌2小时，过滤得到第十一固体物质；其中，添加氢氧化钠的第九溶液的pH值为12～14。
步骤C24、使用去离子水与乙醇的混合液对第十一固体物质洗涤3～5次后，将经过洗涤的第十一固体物质置于60～70℃的烘箱中真空干燥24～48小时。
步骤C25、对步骤C24得到的干燥产物依次进行研磨、筛分后，得到磁性可见光催化剂氧化银(0.06)-碘氧化铋-铁酸钴Ag2O(0.06)-BiOI-CoFe2O4。
本实施例二中，氧化银(0.06)-碘氧化铋-铁酸钴Ag2O(0.06)-BiOI-CoFe2O4表示：氧化银Ag2O与氧化银-碘氧化铋-铁酸钴Ag2O-BiOI-CoFe2O4中BiOI的质量比为0.06。
本实施例三中，制备碘化银(0.5)-氧化银(0.06)-碘氧化铋-铁酸钴AgI(0.5)-Ag2O(0.06)-BiOI-CoFe2O4，包括如下步骤：
步骤C31、将0.0026摩尔硝酸银AgNO3与0.0114摩尔碘氧化铋-铁酸钴BiOI-CoFe2O4微颗粒分散在去离子水中，并在机械电动搅拌器的作用下连续搅拌30分钟，得到第十溶液。
步骤C32、将0.0026摩尔氢氧化钠溶入去离子水中，得到氢氧化钠溶液。
步骤C33、在机械电动搅拌器的作用下，将步骤C32制备的氢氧化钠溶液缓慢添加到第十溶液中，连续搅拌1小时，然后加入0.0005摩尔的碘化钾，再连续搅拌2小时，过滤得到第十二固体物质；其中，添加氢氧化钠的第十溶液pH值为12～14。
步骤C34、使用去离子水与乙醇的混合液对第十二固体物质洗涤3～5次后，将经过洗涤的第十二固体物质置于60～70℃的烘箱中真空干燥24～48小时。
步骤C35、对步骤C34得到的干燥产物依次进行研磨、筛分后，得到磁性可见光催化剂碘化银(0.5)-氧化银(0.06)-碘氧化铋-铁酸钴AgI(0.5)-Ag2O(0.06)-BiOI-CoFe2O4。
本发明方法中，碘化银(0.5)-氧化银(0.06)-碘氧化铋-铁酸钴AgI(0.5)-Ag2O(0.06)-BiOI-CoFe2O4表示：AgI与Ag2O的质量比为0.5，同时，氧化银Ag2O与AgI-Ag2O-BiOI-CoFe2O4中BiOI的质量比为0.06。
图3为本发明实施例三中采用各光催化剂进行脱汞得到的脱汞效率图。采用图2所示的实验台架，利用实施例三种制备的光催化剂铁酸钴CoFe2O4、碘氧化铋-铁酸钴BiOI-CoFe2O4、氧化银(0.06)-碘氧化铋-铁酸钴Ag2O(0.06)-BiOI-CoFe2O4、碘化银(0.5)-氧化银(0.06)-碘氧化铋-铁酸钴AgI(0.5)-Ag2O(0.06)-BiOI-CoFe2O4在表1所示的实验参数条件下进行湿法光催化氧化单质汞实验。实验结果如图3所示，图3中横坐标表示催化剂，纵坐标表示单质汞脱除效率；其中，1表示磁性可见光催化剂铁酸钴CoFe2O4，2表示磁性可见光催化剂碘氧化铋-铁酸钴BiOI-CoFe2O4，3表示磁性可见光催化剂Ag2O(0.06)-BiOI-CoFe2O4，4表示磁性可见光催化剂碘化银(0.5)-氧化银(0.06)-碘氧化铋-铁酸钴AgI(0.5)-Ag2O(0.06)-BiOI-CoFe2O4。采用铁酸钴CoFe2O4进行单质汞催化氧化脱除的效率为3％，而采用相同质量的碘氧化铋-铁酸钴BiOI-CoFe2O4、氧化银(0.06)-碘氧化铋-铁酸钴Ag2O(0.06)-BiOI-CoFe2O4或者碘化银(0.5)-氧化银(0.06)-碘氧化铋-铁酸钴AgI(0.5)-Ag2O(0.06)-BiOI-CoFe2O4，脱汞效率大幅提高分别为61％、93％和98％。
实施例四
图4为本发明所述碘化银-氧化银-碘氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂制备方法中的磁滞回线测量结果示意图。采用振动样品磁强计对实施例一中制备的铁酸钴CoFe2O4与实施例三中制备的碘化银(0.5)-氧化银(0.06)-碘氧化铋-铁酸钴AgI(0.5)-Ag2O(0.06)-BiOI-CoFe2O4进行磁滞回线测量，测量结果如图4所示。图4中，横坐标表示磁场，纵坐标表示比饱和磁化强度，k1表示碘化银(0.5)-氧化银(0.06)-碘氧化铋-铁酸钴AgI(0.5)-Ag2O(0.06)-BiOI-CoFe2O4的磁滞回线，k2表示铁酸钴CoFe2O4的磁滞回线；M表示磁铁，N表示杯中在磁铁吸引力的作用下附着于杯壁上的碘化银(0.5)-氧化银(0.06)-碘氧化铋-铁酸钴AgI(0·5)-Ag2O(0.06)-BiOI-CoFe2O4。可以看出，碘化银(0.5)-氧化银(0.06)-碘氧化铋-铁酸钴AgI(0.5)-Ag2O(0.06)-BiOI-CoFe2O4的磁饱和值约为11emu/g，尽管其远小于铁酸钴CoFe2O4的磁饱和值57emu/g，但图4表明磁性催化剂仍具有较强的磁回收能力。
实际应用中，单一组分的碘化银AgI、氧化银Ag2O、卤氧化铋BiOX与铁酸钴CoFe2O4这一类可见光催化剂在可见光辐照下，由于光生电子、空穴对容易复合，故这类可见光催化剂的活性较差。但是，碘化银AgI、氧化银Ag2O、卤氧化铋BiOX与铁酸钴CoFe2O4这类可见光催化剂进行多组分耦合后，由于不同组分的这类可见光催化剂能从结构上进行良好的匹配：利于光生电子与空穴对的有效分离产生较多的强氧化性物种，例如，羟基自由基·OH、超氧根自由基·O2 -、空穴h+，从而增强多组分耦合的、磁载体掺杂的可见光催化剂的Hg0氧化活性，并使得该多组分耦合的、磁载体掺杂的可见光催化剂具有足够强的磁回收能力。另外，本发明所述组分耦合的、磁载体掺杂的所述碘化银-氧化银-碘氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂制备方法制备的所述碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂可重复使用，较大程度地降低了催化剂使用成本，且能大规模生产。
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，其特征在于，所述磁性可见光催化剂制备方法包括如下步骤：
步骤1、制备铁酸钴CoFe2O4微颗粒；
步骤2、根据步骤1制取的铁酸钴CoFe2O4，制备卤氧化铋-铁酸钴BiOX-CoFe2O4微颗粒；其中，X为氯元素、溴元素或碘元素；
步骤3、根据步骤2制取的卤氧化铋-铁酸钴BiOX-CoFe2O4微颗粒，制取磁性碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴AgI-Ag2O-BiOX-CoFe2O4。
2.根据权利要求1所述的碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂制备方法，其特征在于，所述步骤1具体包括如下步骤：
步骤11、将a摩尔六水合硝酸钴Co(NO3)2·6H2O与2a摩尔九水合硝酸铁Fe(NO3)3·9H2O溶入去离子水中并搅拌均匀后，得到含有硝酸钴与硝酸铁的第一溶液；其中，a为实数；
步骤12、将8a摩尔氢氧化钠溶入去离子水中，得到氢氧化钠溶液；
步骤13、在机械电动搅拌器作用下，将步骤12制备的氢氧化钠溶液缓慢添加到第一溶液中，再连续搅拌2小时，得到含有悬浮粒的第二溶液；其中，第二溶液的pH值维持在12～14；
步骤14、将第二溶液盛放于水热反应釜中，在加热温度为180℃的条件下进行持续12小时的水热反应，得到含有沉淀物的第三溶液；
步骤15、对第三溶液依次进行自然冷却、过滤，对过滤得到的第一固体物质水洗3～5次后，放置于80℃的烘箱中真空干燥24小时，得到第一干燥产物；
步骤16、对第一干燥产物依次进行研磨、筛分后，得到铁酸钴CoFe2O4微颗粒。
3.根据权利要求1或2所述的碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂制备方法，其特征在于，所述步骤2具体包括如下步骤：
步骤21、将b摩尔五水合硝酸铋溶入含有冰醋酸的水溶液并搅拌均匀，得到酸性条件下的硝酸铋溶液；其中，b为实数；
步骤22、将0.05b～0.75b摩尔铁酸钴CoFe2O4磁性微颗粒加入酸性条件下的硝酸铋溶液中，并在机械搅拌器作用下持续搅拌30分钟，得到第四溶液；
步骤23、在机械电动搅拌器的作用下，将b摩尔卤化钾KX溶液逐滴添入第四溶液中并连续搅拌2小时后，再静置12小时，过滤得到第二固体物质；
步骤24、使用去离子水与乙醇的混合液对该第二固体物质洗涤3～5次后，将经过洗涤的第二固体物质置于60～70℃的烘箱中真空干燥24～48小时，得到第二干燥产物；
步骤25、对第二干燥产物依次进行研磨、筛分后，得到卤氧化铋-铁酸钴BiOX-CoFe2O4微颗粒。
4.根据权利要求3所述的碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂制备方法，其特征在于，所述卤氧化铋-铁酸钴BiOX-CoFe2O4微颗粒中，铁酸钴CoFe2O4与卤氧化铋BiOX的质量比为0.05～0.5；其中，质量单位为克，质量比无量纲。
5.根据权利要求3所述的碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂制备方法，其特征在于，所述步骤3具体包括如下步骤：
步骤31、将c摩尔硝酸银AgNO3与1.6c～22c摩尔卤氧化铋-铁酸钴BiOX-CoFe2O4微颗粒分散在去离子水中，并在机械电动搅拌器的作用下连续搅拌30分钟，得到第五溶液；其中，c为实数；
步骤32、将c摩尔氢氧化钠溶入去离子水中，得到氢氧化钠溶液；
步骤33、在机械电动搅拌器的作用下，将步骤32制备的氢氧化钠溶液缓慢添加到第五溶液中后，连续搅拌1小时，然后加入0.083c～0.34c摩尔的碘化钾，再连续搅拌2小时，过滤得到第三固体物质；其中，添加氢氧化钠的第五溶液的pH值为12～14；
步骤34、使用去离子水与乙醇的混合液对该第三固体物质洗涤3～5次后，将经过洗涤的第三固体物质置于60～70℃的烘箱中真空干燥24～48小时，得到第三干燥产物；
步骤35、对第三干燥产物依次进行研磨、筛分后，得到磁性可见光催化剂碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴AgI-Ag2O-BiOX-CoFe2O4。
6.根据权利要求5所述的碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂制备方法，其特征在于，所述磁性可见光催化剂碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴AgI-Ag2O-BiOX-CoFe2O4中，铁酸钴CoFe2O4与卤氧化铋BiOX的质量比为0.05～0.5；氧化银Ag2O与卤氧化铋BiOX的质量比为0.02～0.2；碘化银AgI与氧化银Ag2O的质量比为0.1～1.0。
7.根据权利要求2所述的碘化银-氧化银-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂制备方法，其特征在于，步骤13中，所述悬浮粒包括氢氧化钴、氢氧化铁；步骤14中，所述沉淀物为铁酸钴。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010558184.9A CN111701604A (zh) | 2020-06-10 | 2020-06-10 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010558184.9A CN111701604A (zh) | 2020-06-10 | 2020-06-10 | 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 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111701604A true CN111701604A (zh) | 2020-09-25 |
Family
ID=72541049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010558184.9A Pending CN111701604A (zh) | 2020-06-10 | 2020-06-10 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111701604A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112588306A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-04-02 | 山东理工大学 | 一种可磁分离的复合光催化剂BiOBr/CoFe2O4及其制备方法和应用 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009078264A (ja) * | 2007-09-03 | 2009-04-16 | Tetsuto Nakajima | 可視光応答型光触媒およびその製造方法 |
| CN105688951A (zh) * | 2016-01-22 | 2016-06-22 | 河南理工大学 | 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 |
| CN106076372A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-11-09 | 武汉理工大学 | 高效Ag/AgCl空心八面体可见光光催化剂的制备方法 |
| 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 |
| CN107149936A (zh) * | 2017-04-10 | 2017-09-12 | 江苏大学 | 一种CoFe2O4‑AgI复合光催化剂及其制备方法 |
| CN108187700A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-06-22 | 南京理工大学 | 碘化银/板状富铋型碘氧铋复合光催化材料的制备方法 |
| CN110064394A (zh) * | 2019-05-20 | 2019-07-30 | 江南大学 | 一种具有高催化降解活性的Ag@Ag2O/BiOCl复合材料及其制备方法 |
| CN110813276A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-02-21 | 昆明理工大学 | 一种氧化铋基光催化剂的制备方法及应用 |
-
2020
- 2020-06-10 CN CN202010558184.9A patent/CN111701604A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009078264A (ja) * | 2007-09-03 | 2009-04-16 | Tetsuto Nakajima | 可視光応答型光触媒およびその製造方法 |
| CN105688951A (zh) * | 2016-01-22 | 2016-06-22 | 河南理工大学 | 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 |
| CN106076372A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-11-09 | 武汉理工大学 | 高效Ag/AgCl空心八面体可见光光催化剂的制备方法 |
| 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 |
| CN107149936A (zh) * | 2017-04-10 | 2017-09-12 | 江苏大学 | 一种CoFe2O4‑AgI复合光催化剂及其制备方法 |
| CN108187700A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-06-22 | 南京理工大学 | 碘化银/板状富铋型碘氧铋复合光催化材料的制备方法 |
| CN110064394A (zh) * | 2019-05-20 | 2019-07-30 | 江南大学 | 一种具有高催化降解活性的Ag@Ag2O/BiOCl复合材料及其制备方法 |
| CN110813276A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-02-21 | 昆明理工大学 | 一种氧化铋基光催化剂的制备方法及应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DUO HENG CUI ET AL.: "A novel visible-light-driven photocatalyst Ag2O/AgI with highly enhanced photocatalytic performances", 《JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112588306A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-04-02 | 山东理工大学 | 一种可磁分离的复合光催化剂BiOBr/CoFe2O4及其制备方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106732688B (zh) | 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 | |
| Li et al. | Study on the performance of simultaneous desulfurization and denitrification of Fe3O4-TiO2 composites | |
| CN111686808A (zh) | 银-碘化银-聚苯胺-卤氧化铋-铁酸锌光催化剂制备方法 | |
| CN109248679A (zh) | 一种VOCs常温降解高效催化剂及其制备与应用 | |
| CN105727742B (zh) | 基于可见光的烟气脱汞方法及其环喷式脱汞装置 | |
| CN101816922A (zh) | 化学改性壳聚糖吸附脱汞剂及其制备工艺 | |
| 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 | |
| Hu et al. | Development of a green technology for mercury recycling from spent compact fluorescent lamps using iron oxides nanoparticles and electrochemistry | |
| 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 | |
| CN111672524B (zh) | 一种二氧化铈-氧化锌-卤氧化铋-铁酸钴磁性可见光催化剂制备方法 | |
| CN108311147A (zh) | 用于净化苯的钙钛矿负载贵金属催化剂的制备方法 | |
| CN106582728B (zh) | 复合磁性可见光催化剂Ag-AgI-BiOI-CoFe2O4及其制备方法 | |
| CN110563072A (zh) | 一种吸附降解材料及其制备方法与应用 | |
| CN112538473B (zh) | 利用磁性金属有机骨架材料固定化碳酸酐酶促进二氧化碳吸收的方法 | |
| CN105562108A (zh) | 一种疏水型空气净化复合催化剂及其制备方法 | |
| CN110694582B (zh) | 一种测汞仪器用汞富集材料、制备方法及应用 | |
| CN105115924B (zh) | 一种测试炭基吸附剂脱汞性能的方法及装置 | |
| CN110813381A (zh) | 复合光催化材料UiO-66@BiOIO3及其制备方法与应用 | |
| CN110280205A (zh) | 一种磁性硒掺杂铁硫复合物及其制备方法和应用 | |
| CN114452977B (zh) | 一种低温条件下可循环一体化同时吸附催化脱除VOCs的双功能材料、其制备方法和应用 | |
| CN106582506A (zh) | 一种空气净化材料及其制备方法和应用 | |
| CN111686681A (zh) | 用于烟气脱汞的改性飞灰吸附剂及其制备方法 | |
| CN106693882A (zh) | 一种燃煤电厂烟气脱汞吸附剂及其制备方法 | |
| CN105289492A (zh) | 一种多功能脱硫脱硝脱汞吸附剂及其制备和应用 | |
| CN105833829B (zh) | 一种修饰型多孔碳酸钙吸附剂及其制备方法和应用 |
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: 20200925 |