CN112221481A - 一种Z型结构转化水中Cr(VI)的催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种Z型结构转化水中Cr(VI)的催化剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于化工催化领域,公开了一种Z型结构转化水中Cr(VI)的催化剂及其制备方法和应用。该催化剂的化学式为Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)‑Pt‑WO3。其制备方法依次包括:Er3+:Y3Al5O12@SrTiO3的制备、Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)‑Pt的制备和Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)‑Pt‑WO3的制备。该催化剂解决了宽带半导体只能利用占太阳光4%的紫外光的缺点,提高了宽带半导体对太阳光的利用率,同时又保证了宽带半导体的光催化性能;此外,Z型结构抑制了光生电子空穴对的产生,加快了光催化反应速率,提高了光催化还原性能。

Description

一种Z型结构转化水中Cr(VI)的催化剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于化工催化领域,特别涉及一种Z型结构转化水中Cr(VI)的催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着采矿、电镀、金属表面处理、制革、印染以及铸造等行业的不断发展,工业废水及自然水体中的六价铬Cr(VI)已经成为自然环境和人类社会的重要污染物质。以铬酸盐(HCrO4 -/CrO4 2-)和重铬酸盐(Cr2O7 2-)等不同形式存在的Cr(VI)进入水体环境后,表现出相对于Cr(III)高出1000倍的致癌性。六价铬为吞入性毒物/吸入性极毒物,皮肤接触可能导致过敏;更可能造成遗传性基因缺陷,吸入可能致癌,对环境有持久危险性。短期大剂量的接触,在接触部位会产生不良后果,包括溃疡、鼻黏膜刺激和鼻中隔穿孔。摄入超大剂量的铬会导致肾脏和肝脏的损伤、恶心、胃肠道刺激、胃溃疡、痉挛甚至死亡。相反,适量的Cr(III)是人体所必须的元素,因此,将Cr(VI)还原成Cr(III)是十分必要的。
光催化技术因其能直接利用吸收的光去除水体中污染物,并且易分离回用,而受到广泛的关注,如TiO2因其催化活性相对较高,物理化学性质稳定,而被广泛应用。对于光催化还原Cr(VI),需要选择一个具有较强还原能力的半导体催化剂,将Cr(VI)转化为Cr(III)。钛酸锶(SrTiO3)因其较高的导带而具有较强的光催化还原性能,可以用于光催化转化六价铬,然而因为具有较宽的能带间隙,SrTiO3只能吸收紫外光进行光催化反应。紫外光只占太阳光谱的4%,这使太阳能的利用率变得极小。为了获得更高的太阳能利用率,必须开发出能够利用可见光的催化剂。
发明内容
为了克服现有技术的缺点与不足,本发明的首要目的在于提供一种Z型结构转化水中Cr(VI)的催化剂;该催化剂是纳米级的可见光催化剂,具有比表面积大,去除率高等优点,解决了宽带半导体只能利用占太阳光4%的紫外光的缺点,提高了宽带半导体对太阳光的利用率,同时又保证了宽带半导体的光催化性能;此外,Z型结构抑制了光生电子空穴对的产生,加快了光催化反应速率,提高了光催化还原性能。
本发明的又一目的在于提供一种上述Z型结构转化水中Cr(VI)的催化剂的制备方法。
本发明的再一目的在于提供一种上述Z型结构转化水中Cr(VI)的催化剂的应用;将其应用于Cr(VI)转化,方法简单,无污染,催化剂稳定且易于分离,解决了现有宽带半导体对太阳光利用率低、对污染物去除效果差等技术问题。
本发明的目的通过下述技术方案实现:
一种Z型结构转化水中Cr(VI)的催化剂,该催化剂的化学式为Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt-WO3
上述的一种Z型结构转化水中Cr(VI)的催化剂的制备方法,包括以下操作步骤:
(1)将Ti(OBu)4(钛酸四丁酯)溶解在乙二醇中,加入Sr(NO3)2(硝酸锶)和NaOH溶液,磁力搅拌使溶液充分混合;随后加入上转光剂Er3+:Y3Al5O12并保持磁力搅拌,溶液混合均匀后转移至水热反应釜中,在180℃条件下反应24h;冷却,过滤,固体物洗涤,干燥,研磨后,得Er3+:Y3Al5O12@SrTiO3
(2)将步骤(1)所得Er3+:Y3Al5O12@SrTiO3溶解在乙醇中,超声分散30-40分钟使溶液混合均匀,随后加入H2PtCl6·6H2O(氯铂酸)溶液并保持超声分散;溶液混合均匀后,在磁力加热搅拌下至沸点下加热30-40min;随后冷却,过滤,固体物洗涤,干燥后,在300-400℃下煅烧1-2h,研磨,得Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt;
(3)将步骤(2)所得Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt和WO3混合,加去离子水,超声分散30-40分钟,得混合液,将混合液加热到沸点,沸点下加热30-40分钟,离心,沉淀物洗涤,干燥后,在300-400℃下煅烧1-2h,研磨,得Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt-WO3
步骤(1)所述Sr(NO3)2、Ti(OBu)4和NaOH的用量是按照摩尔比Sr:Ti:Na=1:1:5;所述Er3+:Y3Al5O12@SrTiO3中Er3+:Y3Al5O12和SrTiO3的质量比按照0.7:1。
步骤(2)所述H2PtCl6·6H2O的加入量为Er3+:Y3Al5O12@SrTiO3质量的1-2%。
步骤(3)所述Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt和WO3的质量比为1:1。
步骤(1)所述的Er3+:Y3Al5O12的制备方法按照以下步骤:将0.013g Er2O3和2.271gY2O3溶解在浓硝酸中,在加热条件下搅拌至无色透明,得均匀溶液;然后依次加入Al(NO3)3·9H2O和柠檬酸的水溶液,于50-60℃加热搅拌,当溶液呈粘稠状时停止,得发泡黏胶状溶液,将发泡黏胶状溶液于90-110℃下加热24h,得泡沫溶胶,将泡沫溶胶在500℃下加热50-60min后,在1100℃煅烧120-180min,冷却研磨后,得Er3+:Y3Al5O12
步骤(3)所述的WO3的制备方法按照以下步骤:将质量比为5:2的Na2WO4·2H2O和柠檬酸加水搅拌均匀后,加入HCl,直至混合液pH=1.00,并搅拌30min,将混合液转移至反应釜中,在120℃下处理12h,冷却至室温,弃上清液,沉淀物洗涤,干燥后,于500℃马弗炉中煅烧2h,研磨,得WO3粉末。
上述的一种Z型结构转化水中Cr(VI)的催化剂在转化水中Cr(VI)中的应用。
所述应用按照以下步骤:于含有Cr(VI)的溶液中,加入所述的催化剂,在常温和太阳光照下照射。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
(1)本发明为了提高SrTiO3的光催化效率,进而更有效的转化六价铬离子,将上转光剂Er3+:Y3Al5O12包覆在SrTiO3内部,在这个光催化剂组合中,外部的SrTiO3表面可以直接利用太阳光中的紫外光进行光催化反应,内部的Er3+:Y3Al5O12可以将吸收的可见光转化为能被SrTiO3直接利用的紫外光,从而使具有较宽能带间隙的SrTiO3能更有效的利用太阳光进行光催化反应。
(2)本发明为了达到抑制光生电子-空穴对来提高光催化效率的目的,添加了少量的贵金属Pt在半导体表面,以及窄带助催化剂WO3的复合;Pt沉积在Er3+:Y3Al5O12@SrTiO3表面作为倒带助催剂可以捕获游离电子进行还原反应,而沉积在Er3+:Y3Al5O12@SrTiO3及WO3之间的Pt则起到一个连接的作用,Er3+:Y3Al5O12@SrTiO3产生的光生空穴及WO3产生的光生电子在此处湮灭,抑制光生电子空穴对复合,提高光催化效率;此外,贵金属Pt在展示了对于六价铬的最佳光催化还原效率。
(3)本发明在多种光催化技术的基础上,针对Cr(VI)研究了以Er3+:Y3Al5O12包覆上转光发光材料并添加助催剂进行Cr(VI)转化的技术;通过本发明的方法,Cr(VI)的转化率达到99%以上,而不影响其它质量指标。与其它光催化技术相比,本发明过程简单,常温常压进行,条件温和,并且可利用太阳能。
附图说明
图1是Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt-WO3反应机理图。
图2是Er3+:Y3Al5O12的SEM表征。
图3是WO3的SEM表征。
图4是Er3+:Y3Al5O12@SrTiO3的SEM表征。
图5是Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt-WO3的SEM表征。
图6是Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt-WO3的TEM表征。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1:Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt-WO3的制备
Er3+:Y3Al5O12的制备:将0.013g Er2O3、2.271g Y2O3溶解在浓硝酸(100ml,质量百分比浓度65%)中,60℃条件下磁力加热搅拌直至无色透明,得稀土离子溶液;然后另取一烧杯,称取12.621g Al(NO3)3·9H2O溶解在蒸馏水中,在室温下用玻璃棒搅拌并慢慢加入到上述稀土离子溶液中;称取33.935g柠檬酸(按照摩尔比,柠檬酸:稀土离子=3:1)作为螯合剂和助溶剂并用蒸馏水溶解,然后加入到上述溶液中;随后在50-60℃加热搅拌,当溶液呈粘稠状时停止。在这个过程中没有沉淀生成,最终得到发泡黏胶状溶液。将发泡黏胶状溶液放入烘箱,90-110℃恒温加热24h。在干燥过程中直到蒸干溶剂没有沉淀物生成,最终得到泡沫溶胶。将得到的泡沫溶胶在500℃加热50-60min,然后在1100℃煅烧120-180min。最后,从高温炉中取出烧结的物质并且在空气中冷却至室温得到Er3+:Y3Al5O12粉末。
WO3的制备:将3.00g Na2WO4·2H2O和1.20g的柠檬酸溶解于100ml去离子水中,磁力搅拌至溶液混合均匀,得混合液。随后,将6.00mol/L的HCl在持续搅拌下逐滴加入到混合液中,直至混合液pH=1.00,此时溶液呈现淡黄色。持续搅拌30min,然后将混合液转移至50ml反应釜中,在120℃条件下反应12h。反应完成后,在室温下冷却,弃上清液,沉淀物用去离子水及酒精分别离心清洗3次,在60℃烘干一夜后,得到淡黄色粉末。研磨,将研磨过的淡黄色粉末放入500℃马弗炉中煅烧2h,得到WO3粉末。
Er3+:Y3Al5O12@SrTiO3的制备:将10mmol的钛酸四丁酯(Ti(OBu)4)溶于25ml乙二醇中,并磁力搅拌。随后,加入2.1163g硝酸锶(Sr(NO3)2)和10ml 5.00mol/L NaOH溶液;然后,按质量比,Er3+:Y3Al5O12:SrTiO3=0.7:1,加入Er3+:Y3Al5O12,持续搅拌。待搅拌1.0h至溶液混合均匀后,将混合液转移至50ml水热反应釜中,在180℃条件下反应24h。待反应完成,反应釜自然冷却后,将上清液倒掉,留下反应所得白色粉末。分别用去离子水及酒精离心清洗3次,倒掉上清液后将所得产物置于烘箱中,在60℃条件下干燥12h,得到Er3+:Y3Al5O12@SrTiO3粉末。
Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt的制备:将1.0g Er3+:Y3Al5O12@SrTiO3加入至25ml乙醇中,置于超声机中进行超声分散。在超声分散过程中,逐滴加入适量氯铂酸(H2PtCl6·6H2O)溶液(H2PtCl6·6H2O的质量为Er3+:Y3Al5O12@SrTiO3质量的1%),超声30分钟后,将混合液在磁力搅拌下加热至沸点,并保持30-40分钟。过滤,固体物用去离子水及酒精分别清洗3次,然后在60℃条件下烘干12h。将所得粉末研磨后,置于300-400℃马弗炉中煅烧1-2h,反应结束后,研磨收集,得到Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt粉末。
Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt-WO3的制备:将1g Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt3和1g WO3粉末,倒入50ml去离子水中,超声分散30-40分钟(80kHZ,超声波输出功率为50W),得到分散均匀的混合液。随后,将混合液在磁力搅拌条件下加热至液体沸腾,并保持沸腾30-40分钟。反应完成后,过滤,沉淀物用去离子水及酒精分别清洗3次,随后将所得粉末在60℃条件下干燥12h。最后,将所得粉末研磨并置于300-400℃马弗炉中煅烧1-2h,待反应结束后,得到Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt-WO3
上述制备过程中每一步所得物质的表征数据如下:
制备的Er3+:Y3Al5O12的SEM如图1所示,由图1看出,所得晶体呈现球形或类球形,粒径为40-60nm,大小分布比较均匀,分散性也较好。说明样品制备成功。
制备的WO3的SEM如图2所示,由图2看出,纳米级WO3粒子呈现片状,平均粒径大小为300nm。
制备的Er3+:Y3Al5O12@SrTiO3的SEM如图3所示。包覆后的复合物表现为粒径大小在270nm的杆状物质。
制备的Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt-WO3的SEM如图4所示。由图4看出,在杆状的Er3+:Y3Al5O12@SrTiO3表面上附着了一些小的颗粒状物质,即为Pt粒子作为助催剂复合在了Er3+:Y3Al5O12@SrTiO3的表面。此外,在Er3+:Y3Al5O12@SrTiO3与WO3之间,发现了小颗粒物质,即是Pt粒子作为两个半导体连接的通路复合在了两者之间,使两个半导体在太阳光照射下产生的电子在通路Pt上进行复合、抵消,获得更高的光催化活性。可以看出,太阳光催化剂Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt-WO3复合物已被成功的制备合成。
制备的Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt-WO3的TEM如图5所示。由图5可以看出,在杆状半导体SrTiO3的内部有一些黑色不透光的物质,根据催化剂设置得意得出这是纳米粒子上转光剂Er3+:Y3Al5O12包覆在SrTiO3之中所造成的透射结果,表明Er3+:Y3Al5O12@SrTiO3已经成功的制备。从图中可以看到,在有Er3+:Y3Al5O12包覆的SrTiO3和片状WO3纳米粒子之间,有一些小颗粒夹在中间,根据SEM表征结果可以得知,贵金属Pt呈小颗粒状,因此可以得出在图5中观察到的小颗粒为贵金属Pt,此处即为充当电子通路的Pt粒子。此外,在SrTiO3表面,同样有一些小颗粒附着,此处即为充当导带助催剂的Pt粒子。由此可知,太阳光催化剂Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt-WO3已经被成功的合成。
实施例2:Cr(VI)转化方法
在光催化反应仪的试管中,加入50mL Cr(VI)溶液(5ppm)和50mg实施例1所制备得到的催化剂Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt-WO3,在常温模拟太阳光照下,开启磁力搅拌,反应6h,反应完毕,将催化剂和溶液进行分离。
以二苯碳酰二肼分光光度法测定Cr(VI)浓度,得到转化率达到95%以上
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种Z型结构转化水中Cr(VI)的催化剂,其特征在于:该催化剂的化学式为Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt-WO3
2.根据权利要求1所述的一种Z型结构转化水中Cr(VI)的催化剂的制备方法,其特征在于包括以下操作步骤:
(1)将Ti(OBu)4溶解在乙二醇中,加入Sr(NO3)2和NaOH溶液,磁力搅拌使溶液充分混合;随后加入上转光剂Er3+:Y3Al5O12并保持磁力搅拌,溶液混合均匀后转移至水热反应釜中,在180℃条件下反应24h;冷却,过滤,固体物洗涤,干燥,研磨后,得Er3+:Y3Al5O12@SrTiO3
(2)将步骤(1)所得Er3+:Y3Al5O12@SrTiO3溶解在乙醇中,超声分散30-40分钟使溶液混合均匀,随后加入H2PtCl6·6H2O溶液并保持超声分散;溶液混合均匀后,在磁力加热搅拌下至沸点下加热30-40min;随后冷却,过滤,固体物洗涤,干燥后,在300-400℃下煅烧1-2h,研磨,得Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt;
(3)将步骤(2)所得Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt和WO3混合,加去离子水,超声分散30-40分钟,得混合液,将混合液加热到沸点,沸点下加热30-40分钟,离心,沉淀物洗涤,干燥后,在300-400℃下煅烧1-2h,研磨,得Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt-WO3
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述Sr(NO3)2、Ti(OBu)4和NaOH的用量是按照摩尔比Sr:Ti:Na=1:1:5;所述Er3+:Y3Al5O12@SrTiO3中Er3+:Y3Al5O12和SrTiO3的质量比按照0.7:1。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述H2PtCl6·6H2O的加入量为Er3+:Y3Al5O12@SrTiO3质量的1-2%。
5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述Er3+:Y3Al5O12@(Pt/SrTiO3)-Pt和WO3的质量比为1:1。
6.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述的Er3+:Y3Al5O12的制备方法按照以下步骤:将0.013g Er2O3和2.271g Y2O3溶解在浓硝酸中,在加热条件下搅拌至无色透明,得均匀溶液;然后依次加入Al(NO3)3·9H2O和柠檬酸的水溶液,于50-60℃加热搅拌,当溶液呈粘稠状时停止,得发泡黏胶状溶液,将发泡黏胶状溶液于90-110℃下加热24h,得泡沫溶胶,将泡沫溶胶在500℃下加热50-60min后,在1100℃煅烧120-180min,冷却研磨后,得Er3+:Y3Al5O12
7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述的WO3的制备方法按照以下步骤:将质量比为5:2的Na2WO4·2H2O和柠檬酸加水搅拌均匀后,加入HCl,直至混合液pH=1.00,并搅拌30min,将混合液转移至反应釜中,在120℃下处理12h,冷却至室温,弃上清液,沉淀物洗涤,干燥后,于500℃马弗炉中煅烧2h,研磨,得WO3粉末。
8.根据权利要求1所述的一种Z型结构转化水中Cr(VI)的催化剂在转化水中Cr(VI)中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于:所述应用按照以下步骤:于含有Cr(VI)的溶液中,加入所述的催化剂,在常温和太阳光照下照射。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113649054A (zh) * 2021-08-31 2021-11-16 岭南师范学院 一种NiFe@NC/Al-SrTiO3复合光催化剂及其应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012031357A1 (en) * 2010-09-10 2012-03-15 Ozin Geoffrey A Photoactive material comprising nanoparticles of at least two photoactive constiuents
CN104399461A (zh) * 2014-11-25 2015-03-11 赤峰学院 一种上转光纳米光催化剂及其在可见光水解制氢中的应用
CN106732588A (zh) * 2016-11-15 2017-05-31 辽宁大学 一种转化水溶液中Cr(VI)的催化剂及其制备方法和应用
CN106975485A (zh) * 2017-04-26 2017-07-25 辽宁大学 一种高效转化水中Cr(VI)的催化剂及其制备方法和应用
CN111386151A (zh) * 2017-11-03 2020-07-07 沙特基础工业全球技术公司 用于光催化的与等离子体金属纳米结构和光活性材料关联的上转换发光

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012031357A1 (en) * 2010-09-10 2012-03-15 Ozin Geoffrey A Photoactive material comprising nanoparticles of at least two photoactive constiuents
CN104399461A (zh) * 2014-11-25 2015-03-11 赤峰学院 一种上转光纳米光催化剂及其在可见光水解制氢中的应用
CN106732588A (zh) * 2016-11-15 2017-05-31 辽宁大学 一种转化水溶液中Cr(VI)的催化剂及其制备方法和应用
CN106975485A (zh) * 2017-04-26 2017-07-25 辽宁大学 一种高效转化水中Cr(VI)的催化剂及其制备方法和应用
CN111386151A (zh) * 2017-11-03 2020-07-07 沙特基础工业全球技术公司 用于光催化的与等离子体金属纳米结构和光活性材料关联的上转换发光

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113649054A (zh) * 2021-08-31 2021-11-16 岭南师范学院 一种NiFe@NC/Al-SrTiO3复合光催化剂及其应用
CN113649054B (zh) * 2021-08-31 2023-10-31 岭南师范学院 一种NiFe@NC/Al-SrTiO3复合光催化剂及其应用

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