一种降解原水中双酚A的光催化剂及其制备方法与流程

本发明属于光催化剂，具体涉及一种降解原水中双酚a的光催化剂及其制备方法。

背景技术：

1、光催化氧化法处理双酚a废水是利用可再生的太阳能或人工光源激活光催化剂，产生强氧化性自由基(如·oh、·o2-等)，将有机物矿化为co2和h2o。该方法无需外加化学物质，能耗较低，是一种绿色、经济的双酚a去除方法。

2、在已有报道的光催化剂中，溴氧化铋光催化剂(biobr)是一种非金属p型半导体，由于其具有合适的带隙(eg＝2.64-2.9ev)、四方马氏体和特殊的层状结构、较高的稳定性、制备成本较低以及对有机污染物良好的降解能力等特点，因而在光催化领域受到了广泛的关注。但纯溴氧化铋光催化剂由于弱可见光吸收响应，高的电荷复合，小的比表面积，光生电子-空穴易复合，从而导致其光催化能力受限，因而需要对其进行改性。

3、磷酸银(ag3po4)是一种带隙为2.4ev的n型半导体，较窄的带隙使其可见光的利用率高，其在分解水和有机物降解方面具有的催化活性非常理想，但是由于磷酸银微溶于水，且易受光腐蚀生成银单质，降低了其光催化活性和结构稳定性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种降解原水中双酚a的光催化剂及其制备方法，解决了现有技术中溴氧化铋和磷酸银单独作为光催化剂使用效果不好的技术问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种降解原水中双酚a的光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤s1：将五水合硝酸铋加入到混合醇溶液中，磁力搅拌混合至五水合硝酸铋完全溶解后，得到溶液a；

5、步骤s2：将溴化钾和磷酸银粉末分别加入到去离子水中，超声分散10min，得到悬浮液b；

6、步骤s3：将悬浮液b缓慢倒入溶液a中，在室温下搅拌30min后，得到混合液，将混合液在反应釜中加热至160-180℃并保温反应12h，冷却至室温后，经出料过滤，用去离子水和无水乙醇分别洗涤滤出物3次，离心、分离、80℃干燥12h后，得到降解原水中双酚a的光催化剂。

7、进一步地，所述五水合硝酸铋与混合醇溶液的用量比为3mmo l：36-40ml。

8、进一步地，所述混合醇溶液为乙二醇和无水甲醇按照体积比2：1混合组成。

9、进一步地，所述溴化钾、磷酸银粉末和去离子水的用量比为3mmo l：0.3-0.45mmol：10ml。

10、进一步地，所述磷酸银粉末通过以下方法制得：

11、将硝酸银加入去离子水中搅拌混合，完全溶解后滴加磷酸氢钠溶液，在室温下搅拌反应5h，反应完成后进行离心沉淀，分离得到沉淀物后，用去离子水和无水乙醇洗涤多次，再在100℃下干燥1h，得到磷酸银粉末。

12、进一步地，所述硝酸银、去离子水和磷酸氢钠溶液的用量比为0.4-0.42g：25ml：50ml；所述磷酸氢钠溶液的浓度为0.1mo l/l。

13、进一步地，所述溶液a和悬浮液b的体积比为4：1。

14、一种降解原水中双酚a的光催化剂，由以上制备方法制得。

15、本发明的有益效果：

16、本发明提供了一种降解原水中双酚a的光催化剂的制备方法，该方法首先将五水合硝酸铋加入到乙二醇与无水甲醇的混合醇溶液中搅拌溶解，得到溶液a；再将溴化钾和磷酸银分散在去离子水中超声处理，得到悬浮液b；将悬浮液b倒入溶液a中搅拌混合，得到混合液，对混合液加热进行水热反应，冷却后经后处理得到粉末状的光催化剂；本发明的制备方法简单、易操作，得到的光催化剂产物粒度较细；

17、本发明通过水热反应构建了溴氧化铋/磷酸银p-n型异质结，由p型半导体和n型半导体构建的p-n异质结，不但能够通过敏化作用拓展宽带隙半导体的波长范围，改变了单一光催化剂的能带结构，而且能够通过内建电场抑制载流子复合，降低光生载流子复合效率，有效地促进光生电子空穴对的分离，提升光催化剂对可见光的利用率，在可见光照射下能够产生大量具有强氧化性的·o2-，大幅度提高材料的光催化性能，从而提升对原水中双酚a的降解效率。

技术特征：

1.一种降解原水中双酚a的光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种降解原水中双酚a的光催化剂的制备方法，其特征在于，所述五水合硝酸铋与混合醇溶液的用量比为3mmol：36-40ml。

3.根据权利要求1所述的一种降解原水中双酚a的光催化剂的制备方法，其特征在于，所述混合醇溶液为乙二醇和无水甲醇按照体积比2：1混合组成。

4.根据权利要求1所述的一种降解原水中双酚a的光催化剂的制备方法，其特征在于，所述溴化钾、磷酸银粉末和去离子水的用量比为3mmol：0.3-0.45mmol：10ml。

5.根据权利要求1所述的一种降解原水中双酚a的光催化剂的制备方法，其特征在于，所述磷酸银粉末通过以下方法制得：

6.根据权利要求5所述的一种降解原水中双酚a的光催化剂的制备方法，其特征在于，所述硝酸银、去离子水和磷酸氢钠溶液的用量比为0.4-0.42g：25ml：50ml；所述磷酸氢钠溶液的浓度为0.1mo l/l。

7.根据权利要求1所述的一种降解原水中双酚a的光催化剂的制备方法，其特征在于，所述溶液a和悬浮液b的体积比为4：1。

8.一种降解原水中双酚a的光催化剂，其特征在于，由权利要求1-7任意一项所述的制备方法制得。

技术总结本发明公开了一种降解原水中双酚A的光催化剂及其制备方法，属于光催化剂技术领域，包括以下步骤：步骤S1：将五水合硝酸铋加入到混合醇溶液中，磁力搅拌混合至五水合硝酸铋完全溶解后，得到溶液A；步骤S2：将溴化钾和磷酸银粉末分别加入到去离子水中，超声分散，得到悬浮液B；步骤S3：将悬浮液B缓慢倒入溶液A中，在室温下搅拌混合后，得到混合液，将混合液在反应釜中加热至160‑180℃并保温反应12h，冷却至室温后，经出料过滤，洗涤滤出物，离心、分离、干燥后，得到降解原水中双酚A的光催化剂；本发明的制备方法简单、易操作，得到的光催化剂产物粒度较细，在可见光照射下对双酚A的降解去除迅速且高效。技术研发人员：王晓辉,孙雷,黄健,张华,许克祥,何祥亮,杜艳,罗涛,张勇,谢发之,金震受保护的技术使用者：安徽省生态环境科学研究院（安徽省生态环境规划院、安徽省生态环境工程咨询设计院）技术研发日：技术公布日：2024/11/14