CN115779889A - 一种木质素炭/钼酸铋复合光催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
一种木质素炭/钼酸铋复合光催化剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种木质素炭/钼酸铋复合光催化剂的制备方法及其应用，所述的催化剂是由木质素炭和Bi2MoO6形成的复合催化剂，其制备方法如下：采用磷酸、氢氧化钾等试剂活化木质素，制备木质素炭材料；然后将木质素炭置于钼酸盐和铋盐溶液中，采用溶剂法合成LC/Bi2MoO6复合光催化剂。该发明操作简单、环保无污染，制备的复合粉末结晶性高，氧空位丰富，吸附和催化活性高，重复使用性能优良。在可见光下可高效降解亚甲基蓝印染废水（降解率高达100%）和竹浆ECF漂白废水（AOX和COD去除率分别高达69.64%和75.72%），在印染、制浆造纸和医药化工等高毒性工业废水领域具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及到环境材料领域，特别针对印染和制浆造纸等工业废水，具体涉及到一种木质素炭/钼酸铋复合光催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着工业化的快速发展，有毒或难降解的有机污染物，如持久性有机污染物(POPs)、可吸附有机卤素(AOX)、抗生素、医药中间体等，给社会带来了巨大威胁。如何采用经济可行的技术处理这些有害污染物，已引起全世界的广泛关注。光催化被认为是降解有机污染物的一种有前景的技术。具有高效的光捕获能力和光生载流子分离效果的光催化剂，是光催化高效降解污染物的关键。因此，科技工作者在制备宽光吸收范围和电子-空穴对快速分离快的的光催化领域开展了大量的探索工作。
铋基半导体因其能带结构适宜、化学稳定性好、晶体结构可控和可见光响应强等优点，越来越多地受到研究者的关注。其中，Bi2MoO6是一种典型具有独特的层状结构的铋基半导体金结构，化学结构稳定、光利用范围宽，因此，在光催化降解有机污染物领域显示了良好的应用前景。然而，Bi2MoO6的光生电子和空穴分离效果差，严重限制了其在光催化中的实际应用。CN201811283450.0公开了一种水滑石与钼酸铋异质结复合光催化剂，活性组分为水滑石及钼酸铋，通过水热法将镍铝水滑石纳米片与钼酸铋纳米片依靠层间的静电作用层层组装复合形成异质结复合光催化剂。其中，水滑石采用在钼酸铋上直接生成的方式，不是两种物质合成之后的简单超声混合，且得到半导体复合材料在可见光下具有高于复合物中任何单一组分的光催化活性，光催化活性的增强归因于镍铝水滑石纳米片与钼酸铋纳米片自组装、复合之后二者之间禁带宽度的调整，界面上光生电荷与空穴的快速转移和分离。
一般来讲，生物炭基掺杂复合材料被认为是提高半导体光催化性能的有效手段，主要由于生物炭具有高比表面积、优异的电子导电性和迁移率。由于界面电子相互作用，将光催化剂与炭基材料耦合后，半导体的光吸收范围、电子转移、吸附和光催化性能可以显著提高。其中，木质素是一种三维大分子结构，其碳含量高(超过60％)，并含有大量苯环、醌和共轭结构，有利于电子转移，被认为是制备炭基材料的理想前体。令人鼓舞的是，木质炭基复合材料已广泛应用于光催化。Gómez Avilés等人通过水热法使用木质素作为碳源制备了C改性的TiO2复合材料，研究发现碳元素的掺杂导致了晶体结构缺陷的产生，从而提高了光催化活性(Chemical Engineering Journal,2019,358:1574-1582.)。Li等人通过简单的溶胶-凝胶热解途径合成了LaFeO3/木质素炭复合材料，由于LaFeO3纳米颗粒和木质素炭之间的协同效应，该复合材料显示出更好的吸附和降解能力(Separation and PurificationTechnology,2022,280:119751.)。CN202210492405.6公开了一种溴氧化铋-木质素复合光催化剂及其制备方法和应用，所述溴氧化铋-木质素复合光催化剂包括溴氧化铋和木质素，其制备方法为：将溴盐和木质素分散在分散剂中得到分散液，将铋盐溶于醇类试剂中得到铋盐溶液；将铋盐溶液加入分散液中并混合均匀得到反应液；将反应液倒入水热釜中，并对水热釜进加热使反应液进行水热反应，反应完成后，冷却至室温，所得产物依次经过分离、洗涤、干燥后得到溴氧化铋-木质素复合光催化剂。该发明制备的溴氧化铋-木质素复合光催化剂具有结晶性高、重复使用性能好、催化活性高等特点，在可见光下可用于罗丹明B(降解率高达99.2％)的处理，在制浆造纸和印染等工业废水领域具有广泛的应用前景。
晶体缺陷，如氧空位、碳空位、氮空位和硫空位，在光生电子空穴对的分离中起着重要作用。在各种结构缺陷中，氧空位因其独特的物理和化学性质，被认为是提高吸附-光催化反应性能的重要方法。理论计算和实验表征证明，光催化剂中的氧空位是半导体表面上最活跃的反应活性位点，它可以改变晶体结构并改变表面的电子/化学性质。氧空位不仅可以扩大光响应范围并提高其可见光吸收，而且可以通过捕获电子进而高效分离光生载流子。同时，氧空位可以在光催化剂表面吸附更多的污染物分子，通过污染物局部浓度的增加进而提高光催化活性。大量实验表明，氧空位的引入可以显著增强Bi2MoO6的光催化活性。Xu等人研究发现，Bi2MoO6纳米片中引入氧空位可导致带隙变窄，既增强其可见光吸收，又能抑制光生电子-空穴对的复合，从而提高了其光催化效率(Applied Surface Science,575(2022)151738.)。尽管人们已经通过与炭材料复合或引入氧空位来提高Bi2MoO6的光催化性能，但迄今为止，具有吸附-光催化和富氧空位协同效应的LC/Bi2MoO6复合材料的制备和应用，并没有相关报道。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决废水处理成本高、可见光催化吸附和光催化效率差等难题，提供了一种木质素炭/钼酸铋复合光催化剂的制备方法及其应用，所制备的复合光催化剂具有吸附-光催化和富氧空位协同作用的。
技术方案：为实现上述技术目的，本发明提供了一种木质素炭/钼酸铋复合光催化剂，所述的复合光催化剂是由木质素炭和Bi2MoO6复合形成，其中木质素炭与Bi2MoO6质量比为1:1～100，优选地，木质素炭与Bi2MoO6质量比为2～50:100。两者比例需要控制在一定范围内，当木质素炭加入量过小时，木质素炭/钼酸铋复合光催化剂的中吸附和光生载流子的转移较差；当木质素炭加入量过大时，木质素炭/钼酸铋复合光催化剂的主要以吸附为主，光催化性能严重抑制。
本发明还提出了上述木质素炭/钼酸铋复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备木质素炭材料：将木质素浸渍于活化剂中，然后将木质素和活化剂的混合物置于烘箱内干燥，研磨后放入管式炉内活化处理，反应结束后洗涤样品至中性，真空干燥，得到木质素炭材料；
(2)制备LC/Bi2MoO6复合光催化剂：将木质素炭和铋盐溶于蒸馏水中，并加入到钼酸盐的溶液中，调节溶液pH，超声搅拌均匀后放入水热釜中反应，反应结束后样品洗涤，真空干燥，即可得到LC/Bi2MoO6复合光催化剂。
其中，步骤(1)中，所述的木质素为碱木质素、木质素磺酸盐和酶解木质素中的一种。碱木质素是碱法制浆得到的副产品，木质素磺酸盐是亚硫酸盐法制浆的副产品；酶解木质素没有经过碱或亚硫酸盐的蒸煮，较好地保留了木质素的化学活性。
所述的活化剂为磷酸、氢氧化钾、氯化锌中的一种或者两种。磷酸活化法可以在较低温度下进行。
其中，步骤(1)中，所述的木质素和活化剂的浸渍重量比为1:1～10，优选地，浸渍体积比为1：1～3；浸渍时间为4～12h。
管式炉内活化处理的条件为：活化温度为400～800℃，升温速率为5～10℃/min，活化气体为氮气、氦气或氩气中的一种，活化时间为1～5h。优选地，活化温度为400～550℃。更优选地，活化温度为550℃。
步骤(2)中，所述的铋盐为硝酸铋、硫酸铋、氯化铋或醋酸铋中的任意一种或两种；所述的含钼酸盐为钼酸钠、钼酸铵、钼酸钾或钼酸铈的任意一种；所述的pH调节溶液为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水的任意一种，调节溶液pH为3～9，优选地，pH为6-7。
步骤(2)中，在水热釜中的反应条件为140～200℃下反应12～36h。
本发明还提出了上述木质素炭-钼酸铋复合光催化剂在可见光下处理废水中的木质素、酚类、芳香族有机物中的应用。
其中，所述废水为印染和制浆造纸废水中的任意一种。降解过程中产生的羟基自由基可以氧化其他的印染废水，如对常见的亚甲基蓝、罗丹明B、甲基紫、活性艳红、甲基橙均具有较好的降解作用。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：
(1)本发明方法制备的木质素炭/Bi2MoO6光催化剂催化效率高效、性质稳定、使用寿命长、循环使用效率高，对印染和制浆造纸等工业废水的处理具有良好的效果；
(2)本发明制备的木质素炭-钼酸铋复合光催化剂，利用制浆造纸行业中的副产物木质素作为碳源，实现了木质素的高值化利用，同时对制浆造纸、印染和医药化工行业的废水具有良好的处理效果。
(3)本发明制备的木质素炭-钼酸铋复合光催化剂具有优良的吸附和可见光性能、表面氧空位多、光生载流子分流效果好，一方面可快速吸附废水中的污染物分子，通过污染物局部浓度的增大加快光催化反应速率，另一方面木质素炭的大环结构和良好的导电性能，可转移光催化过程中的电子，从而加快了反应体系中光生电子和空穴的转移。
附图说明
图1为LC、Bi2MoO6和LC/Bi2MoO6光催化剂的XRD图，其中，(a)LC、Bi2MoO6和LC/Bi2MoO6复合光催化剂的XRD图，(b)Bi2MoO6和LM10的EPR图谱；
图2为(a)Bi2MoO6、(b)LC(1.5)和(c,d)LC/Bi2MoO6的SEM图，(e,f)LC/Bi2MoO6的TEM和高分辨率TEM图，(g-l)LC/Bi2MoO6的元素扫描图，(m)LM10的元素分析图；
图3为LC/Bi2MoO6的XPS图谱(a)，Bi、Mo、O和C元素的高分辨的XPS图谱(b-e)；
图4为Bi2MoO6和LM10的(a)光致发光光谱、(b)光电流响应和(c)电化学阻抗谱(ESI)。
具体实施方式
本发明提供了木质素炭/钼酸铋复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备木质素炭(LC)材料：将木质素和活化剂浸渍，浸渍后的样品置于烘箱内干燥，研磨后放入管式炉内活化处理，反应结束后洗涤样品至中性，真空干燥，得到木质素炭材料；
(2)制备LC/Bi2MoO6复合光催化剂：将木质素炭和铋盐溶于蒸馏水中，并以一定速度加入到钼酸盐的溶液中，调节溶液pH，超声搅拌均匀后放入水热釜中反应，反应结束后样品洗涤，真空干燥，即可得到LC/Bi2MoO6复合光催化剂。
下面通过实施例对本发明技术方案作进一步详细说明。
实施例1
将碱木质素与H3PO4(分析纯，85％)按照浸渍比1:1.5的浸渍比进行活化处理6h，随后将木质素与H3PO4的混合物放置105℃烘箱内干燥至恒重。将干燥后的样品研磨并放于管式炉内活化，具体处理参数如下：以10℃/min的升温速率分别升至550℃的下保温3h，N2的流量为50mL/min。活化结束后，将样品用蒸馏水洗至中性，最后置于105℃烘箱中干燥12h，得到黑色的木质素炭材料(LC(1.5)-550)。
将5mmol Bi(NO3)3·5H2O置于30mL蒸馏水中，搅拌并超声各0.5h形成A溶液，2.5mmol Na2MoO4·2H2O置于30mL的蒸馏水中，搅拌10min后形成B溶液。随后将B溶液以5mL/min的速度滴加至A溶液中，用NaOH溶液调节pH至6后，搅拌和超声各0.5h后装入100mL的聚四氟乙烯的不锈钢水热釜中，置于烘箱中180℃加热20h。反应结束后冷却至室温，将样品离心分离、洗涤和干燥，即可得到Bi2MoO6。
实施例2
与实施例1相比，实施例2的区别在于在A溶液中分别加入0.0305g、0.0763g、0.1067g、0.1525g、0.305g和0.7625g的木质素炭材料LC(1.5)-550，其他工艺均与实施例1相同，制备的产物分别命名为2wt％LC/Bi2MoO6(LM2)、5wt％LC/Bi2MoO6(LM5)、7wt％LC/Bi2MoO6(LM7)、10wt％LC/Bi2MoO6(LM10)、20wt％LC/Bi2MoO6(LM20)和50wt％LC/Bi2MoO6(LM50)。
将0.2g的Bi2MoO6和LC/Bi2MoO6催化剂分别加入到250mL的20mg/L的亚甲基蓝溶液中，在光照和黑暗环境下反应，其中光照所用的光源为300w Xe灯(配置420nm的截止滤光片)，3h后取样，样品经离心沉淀后，取上层清液采用分光光度计测试亚甲基蓝的含量，测试波长为664nm。结果如表1所示。
表1实施例1-2制备木质素炭/钼酸铋复合材料吸附和光催化3h时MB去除率(％)
*光催化反应的反应时间为1h，#光催化反应的反应时间为1.5h。
由表1可知，相比于纯Bi2MoO6，LC/Bi2MoO6复合催化剂的吸附和光催化性能均显著提高，其中当木质素炭含量高于20wt％时，复合催化剂主要以吸附为主，光催化性能得到严重抑制，详细可见其重复性试验数据(表2)，由此可知LM10具有最优的吸附和光催化性能。
对制备的复合材料进行材料表征，结果如图1-图4所示。
图1a为LC、Bi2MoO6和LC/Bi2MoO6复合材料的X射线粉末衍射图。由图可以看出纯的LC衍射峰中，在23.3°和43.4°处含有两个相对较宽的衍射峰，这为非晶体活性炭的特征峰，分别对应其(002)和(101)晶面。对于纯Bi2MoO6，其所有的衍射峰为正交晶相的Bi2MoO6(JCPDS No.21-0102)的衍射峰，且没有其他杂质峰。显然，所有LC/Bi2MoO6纳米复合材料的衍射峰与Bi2MoO6峰基本一致，且当LC的掺杂量高于20％时，LM20和LM50中可观察到木质素炭的(002)峰，表明LC/Bi2MoO6复合材料中含有木质素炭材料。图1b为Bi2MoO6和LM10的低温固态电子顺磁共振(EPR)光谱。通常，半导体表面氧空位的产生和种类可以通过EPR光谱测量，氧空位含量也可以与EPR峰的相对强度相关。从图中可以清楚地看到，在Bi2MoO6和LM10复合材料在g值2.003处的Lorentz曲线，这是氧诱导局部磁场的典型特征，这是由于表面氧空位处捕获的未成对电子的塞曼效应。同时，LM10的EPR峰的相对强度大于Bi2MoO6，进一步证实了表面氧空位数量的增加。
图2为制备的催化剂LM10的SEM和EDS图。如图2a所示，纯Bi2MoO6为不规则纳米棒状结构。图2b中观察到木质素炭为表面不规则形貌结构，表面粗糙且含有孔状结构，这有利于吸附有机污染物。当在Bi2MoO6合成过程中加入LC后，LM10复合材料的形状发生了变化(图2c-d)，由不规则的棒状结构转化为纳米片状结构，其中纳米片的厚度约为10～20nm。从图2(e-f)可以清楚地看出，Bi2MoO6与LC相互均匀缠绕，清楚地观察到0.315nm的晶格间距，为Bi2MoO6(131)晶面。由元素的Mapping和EDS图谱(图2g-m)可以观察到LC/Bi2MoO6复合材料含有Bi、Mo、O和C元素，这可以进一步验证Bi2MoO6和LC的共存性。
图3为LC/Bi2MoO6复合材料的XPS图谱。从图3a中观察到Bi、Mo、O和C元素，表明LM10中同时含有Bi2MoO6和LC。如图3b所示，位于165.03eV和159.73eV的结合能分别归属于Bi4d5/2和Bi 4d7/2，表明Bi的价态为+3。在Mo 3d光谱中(图3c)，236.13eV和232.98eV处的结合能峰值分别对应于Mo3d3/2和Mo 3d 5/2，为典型的Mo6+峰。对O1s峰中(图3d)，531.68eV和530.53eV处分别对应Mo-O和Bi-O峰。对于C1s光谱(图3e)，位于288.83eV、286.18eV和284.68eV的三个峰归因于C＝O、C-O和C-C键。LM10中C-O和C＝O键的存在证实了在水热过程中木质素炭和Bi2MoO6之间形成C-O-Bi键，这有利于光激发载流子的转移和光催化性能的提高。
图4为Bi2MoO6和LM10的(a)光致发光光谱、(b)光电流响应和(c)电化学阻抗谱(ESI)。通常，PL峰强度越低、光电流响应强度越大和奈奎斯特曲线弧半径越小，表示光生载流子的复合较低，光催化活性越高。从图4a中可以清楚地看到，Bi2MoO6和LM10的峰均位于466nm处，这为Bi2MoO6的本征特征峰，且LM10的荧光强度低于纯Bi2MoO6，可以说明，LC的加入抑制了电子和空穴的复合。同样，LM10的光电流强度(图4b)高于Bi2MoO6，这表明LM10有利于电子空穴对的分离。从图4c可以观察到，LM10具有较小的奈奎斯特曲线弧半径，表明其对光生电荷的分离效率较高。
碱木质素是一种含有大量的苯环和共轭结构的三维网状结构的高分子化合物，碳元素含量高达60％，且分子中含有的大量醌型和苯环等结构利于电子转移，是理想的炭材料前驱体。将木质素炭材料作为光催化剂的掺杂剂，既可改善光催化剂吸附和可见光响应性能；又可快速将污染物分子靶向富集在光催化剂周围，通过局部浓度的提高增加反应速率；同时木质素炭材料可以吸收电子，从而可提高半导体表面的光生电子转移速率。因此本发明制备的木质素炭/钼酸铋复合光催化剂具有优异的光催化性能
使用后的LM10和LM20经过离心洗涤干燥后，重复四次用于处理250mL的20mg/L的亚甲基蓝溶液，300w氙灯照射下，1h后亚甲基蓝的降解率如下表2所示：
表2 LM10和LM20的光催化循环性实验和MB的去除率(％)
同时，使用LM10对其他染料废水进行降解，降解结果如表3所示，其中，下述染料废水中染料浓度为20mg/L，反应时间1h，LM10用量为0.2g/250ml。
表3 LM10降解不同染料废水的去除率(浓度20mg/L，反应时间1h，％)
实施例3
与实施案例1和2相比，实施案例3的区别在于木质素炭材料的活化过程不一样，主要包括浸渍比和活化温度。
具体如下:分别控制木质素和磷酸的浸渍比分别为1:1、1.5和1:2，活化温度分别为450℃、550℃和650℃。制备的木质素炭材料标记为LC(X)-T，其中X为浸渍比，T为活化温度。随后将0.1525g的LC(X)-T加入到A溶液中，其他工艺均与实施案例1相同，制备的产物分别命名为LM10(X)-T。
表4木质素炭活化条件对亚甲基蓝溶液降解率的影响(反应时间1h，％)
实施例4
将木质素磺酸盐与H3PO4按照1:1的浸渍比进行活化处理6h，随后将木质素与H3PO4混合物放置105℃烘箱内干燥至恒重。将干燥后的样品研磨并放于管式炉内活化，具体处理参数如下：以10℃/min的升温速率分别升至800℃的下保温3h，氦气的流量为40-80mL/min。活化结束后，将样品用蒸馏水洗至中性，最后置于105℃烘箱中干燥12h，得到黑色的木质素炭材料LC(1)-800。
将0.0305gLC(1)-800、5mmol BiCl3置于30mL蒸馏水中，搅拌并超声各0.5h形成A溶液，5mmol(NH4)2MoO4置于30mL的蒸馏水中，搅拌10min后形成B溶液。随后将B溶液以5mL/min的速度滴加至A溶液中，用NaOH溶液调节pH至8后，搅拌和超声各0.5h后装入100mL的聚四氟乙烯的不锈钢水热釜中，置于烘箱中180℃加热30h。反应结束后冷却至室温，将样品离心分离、洗涤和干燥，即可得到10wt％LC(1)-800/Bi2MoO6。将0.2g的10wt％LC(1)-800/Bi2MoO6催化剂分别加入到250mL的20mg/L的亚甲基蓝溶液中，使用300w Xe灯(配置420nm的截止滤光片)作为光源，3h后亚甲基蓝(MB)的降解率为75.32％。
实施例5
将酶解木质素与H3PO4按照1:3的浸渍比进行活化处理6h，随后将木质素与H3PO4混合物放置105℃烘箱内干燥至恒重。将干燥后的样品研磨并放于管式炉内活化，具体处理参数如下：以10℃/min的升温速率分别升至400℃的下保温3h，氩气的流量为40-80mL/min。活化结束后，将样品用蒸馏水洗至中性，最后置于105℃烘箱中干燥12h，得到黑色的木质素炭材料LC(3)-400。
将0.0305g LC(3)-400、5mmol Bi2(SO4)3置于30mL蒸馏水中，搅拌并超声各0.5h形成A溶液，2.5mmol K2MoO4置于30mL的蒸馏水中，搅拌10min后形成B溶液。随后将B溶液以5mL/min的速度滴加至A溶液中，用NaOH溶液调节pH至5后，搅拌和超声各0.5h后装入100mL的聚四氟乙烯的不锈钢水热釜中，置于烘箱中200℃加热12h。反应结束后冷却至室温，将样品离心分离、洗涤和干燥，即可得到10wt％LC(3)-400/Bi2MoO6。将0.2g的10wt％LC(3)-400/Bi2MoO6催化剂分别加入到250mL的20mg/L的亚甲基蓝溶液中，使用300w Xe灯(配置420nm截止滤光片)作为光源，3h后亚甲基蓝(MB)的降解率为83.54％。
实施例6
将碱木质素与H3PO4按照1:1.5的浸渍比进行活化处理6h，随后将木质素与H3PO4混合物放置105℃烘箱内干燥至恒重。将干燥后的样品研磨并放于管式炉内活化，具体处理参数如下：以10℃/min的升温速率分别升至700℃的下保温3h，氮气的流量为40-80mL/min。活化结束后，将样品用蒸馏水洗至中性，最后置于105℃烘箱中干燥12h，得到黑色的木质素炭材料LC(1.5)-700。
将0.0305g LC(1.5)-700、5mmol Bi(NO3)3·5H2O置于30mL蒸馏水中，搅拌并超声各0.5h形成A溶液，5mmol CeMoO4置于30mL的蒸馏水中，搅拌10min后形成B溶液。随后将B溶液以5mL/min的速度滴加至A溶液中，用NaOH溶液调节pH至4后，搅拌和超声各0.5h后装入100mL的聚四氟乙烯的不锈钢水热釜中，置于烘箱中160℃加热36h。反应结束后冷却至室温，将样品离心分离、洗涤和干燥，即可得到10wt％LC(1.5)-700/Bi2MoO6。将0.2g的10wt％LC(1.5)-700/Bi2MoO6催化剂分别加入到250mL的20mg/L的亚甲基蓝溶液中，使用300w Xe灯(配置420nm截止滤光片)作为光源，3h后亚甲基蓝(MB)的降解率为79.76％。
实施案例7
称取0.2g实施案例2中的制备的LM10，加入到250mL的经生化处理后竹浆二氧化氯漂白废水中，该废水的COD和AOX分别为276mg/L和4.81mg/L。使用300w Xe灯(配置420nm截止滤光片)作为光源，3h后废水中COD和AOX的去除率分别为75.72％和69.64％。
综上所述，本发明制备的木质素炭-钼酸铋复合光催化剂具有优良的吸附和可见光性能、表面氧空位多、光生载流子分流效果好，一方面可快速吸附废水中的污染物分子，通过污染物局部浓度的增大加快光催化反应速率，另一方面木质素炭的大环结构和良好的导电性能，可转移光催化过程中的电子，从而加快了反应体系中光生电子和空穴的转移。
Claims (10)
1.一种木质素炭/钼酸铋复合光催化剂，其特征在于，所述的复合光催化剂是由木质素炭和Bi2MoO6复合形成，其中木质素炭与Bi2MoO6质量比为1:1~100。
2.权利要求1所述的木质素炭/钼酸铋复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）制备木质素炭材料：将木质素浸渍于活化剂中，然后将木质素和活化剂的混合物置于烘箱内干燥，研磨后放入管式炉内活化处理，反应结束后洗涤样品至中性，真空干燥，得到木质素炭材料；
（2）制备LC/Bi2MoO6复合光催化剂：将木质素炭和铋盐溶于蒸馏水中，并加入到钼酸盐的溶液中，调节溶液pH，超声搅拌均匀后放入水热釜中反应，反应结束后样品洗涤，真空干燥，即可得到LC/Bi2MoO6复合光催化剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的木质素为碱木质素、木质素磺酸盐和酶解木质素中的一种。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的活化剂为磷酸、氢氧化钾、氯化锌中的一种或者两种。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的木质素和活化剂的浸渍重量比为1:1~10，浸渍时间为4~12h。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，管式炉内活化处理的条件为：活化温度为400~800℃，升温速率为5~10℃/min，活化气体为氮气、氦气或氩气中的任意一种，活化时间为1~5 h。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的铋盐为硝酸铋、硫酸铋、氯化铋或醋酸铋中的任意一种或两种；所述的含钼酸盐为钼酸钠、钼酸铵、钼酸钾或钼酸铈的任意一种；所述的pH调节溶液为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水的任意一种，调节溶液pH为3~9。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，在水热釜中的反应条件为140~200℃下反应12~36 h。
9.权利要求1所述的木质素炭-钼酸铋复合光催化剂在可见光下处理废水中的木质素、酚类、芳香族有机物中的应用。
10.根据权利要求7所述的应用，其中，所述废水为印染和制浆造纸废水中的任意一种。
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