申請日2017.09.26

　　公開(公告)日2018.01.09

　　IPC分類號C02F1/30; C02F1/66; C02F1/72; B01J27/199; C02F101/22

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種復合可見光催化劑處理含鉻廢水的方法，包括如下步驟：將多金屬氧酸鹽基復合可見光催化劑加入含鉻廢水中，然后加入空穴捕獲劑，調節(jié)廢水pH值，于暗處攪拌至吸附平衡，可見光照射進行反應。本發(fā)明復合光催化劑的制備方法簡單，可見光條件下對于含鉻廢水的處理效果好，可重復利用。

　　權利要求書

　　1.一種復合可見光催化劑處理含鉻廢水的方法，其特征在于，將復合可見光催化劑加入含鉻廢水中，然后加入空穴捕獲劑，調節(jié)廢水pH值，于暗處攪拌至吸附平衡，可見光照射進行反應;

　　所述復合可見光催化劑由如下方法制備：

　　(1)將硝酸銀水溶液逐滴加入磷鉬酸水溶液中，得磷鉬酸銀懸濁液;

　　(2)向所得磷鉬酸銀懸濁液中加入釩酸鈉溶液，混勻后移至水熱反應釜中進行水熱反應，反應結束后離心、水洗、烘干得中間產物AgHPMo/Ag3VO4;

　　(3)向所得AgHPMo/Ag3VO4中加入甲醇，除氧后進行紫外光照，然后經洗滌、干燥得多金屬氧酸鹽基復合可見光催化劑Ag@AgHPMo/Ag3VO4。

　　2.根據權利要求1所述方法，其特征在于，復合可見光催化劑用量0.2～2g/L。

　　3.根據權利要求1所述方法，其特征在于，調節(jié)廢水pH值為2～8。

　　4.根據權利要求3所述方法，其特征在于，通過如下方法調節(jié)待處理廢水的pH值：根據待處理廢水的pH值，向待處理廢水中滴HClO4溶液或NaOH溶液調節(jié)pH值。

　　5.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述空穴捕獲劑為0.1mol/L～2mol/L的EDTA-2Na，EDTA-2Na的投加量與廢水的體積比為1:100。

　　6.根據權利要求1所述方法，其特征在于，于暗處攪拌30～60min至吸附平衡。

　　7.根據權利要求1所述方法，其特征在于，步驟(1)中硝酸銀和磷鉬酸的摩爾比為1：5～15。

　　8.根據權利要求1所述方法，其特征在于，步驟(2)中水熱反應條件為：130～150℃水熱反應1～3h。

　　9.根據權利要求1所述方法，其特征在于，步驟(2)所得中間產物AgHPMo/Ag3VO4中Ag3VO4與AgHPMo的摩爾比為1:5～1:20。

　　說明書

　　一種復合可見光催化劑處理含鉻廢水的方法

　　技術領域

　　本發(fā)明涉及光催化材料技術領域，特別是涉及一種多金屬氧酸鹽基復合可見光催化劑處理含鉻廢水的方法。

　　背景技術

　　環(huán)境污染和能源短缺是人類當前面臨的重大挑戰(zhàn)。近年來，難降解廢水的處理一直是環(huán)境污染治理的重點和難點，其典型代表是含重金屬的無機廢水，含鉻廢水最甚。目前，主要是通過將Cr(VI)還原至Cr(III)，毒性降低，形成的Cr(III)可以很容易通過沉淀去除，從而達到處理含鉻廢水的目的。

　　多金屬氧酸鹽作為光催化材料的一種，具有獨特的結構和氧化還原性質。與半導體TiO2的導帶相似，POMs也能夠作為電子的“儲水池”，即它能夠接受多個電子而保持自身的基本M-O結構不變，是一種有廣闊應用前景的光催化材料。然而，多金屬氧酸鹽在光催化應用中多用于降解水中有機污染物。因而開發(fā)高可見光活性的多金屬氧酸鹽催化劑，并將其應用于含重金屬廢水處理領域，有很高的應用價值。

　　發(fā)明內容

　　本發(fā)明提供了一種復合可見光催化劑處理含鉻廢水的方法，制備簡單，易操作，成本低，且對含鉻廢水的處理效果好，催化劑還可重復利用。

　　一種復合可見光催化劑處理含鉻廢水的方法，將復合可見光催化劑加入含鉻廢水中，然后加入空穴捕獲劑，調節(jié)廢水pH值，于暗處攪拌至吸附平衡，可見光照射進行反應。

　　本發(fā)明的廢水處理方法適合處理的待處理廢水中Cr(VI)的濃度為10～30mg/L，優(yōu)選為10mg/L。

　　廢水的pH值是影響Cr(VI)的去除效率的重要因素，調節(jié)廢水pH值為2～8，優(yōu)選pH為3。

　　光催化處理時，未施加光源前，先對待處理廢水在無光條件下進行暗吸附處理。通過合理設置暗吸附時長，使催化劑上吸附平衡，有利于提高廢水處理效率。作為優(yōu)選，暗吸附處理的時長30～60min。

　　為保證待處理廢水在反應過程中濃度均勻，在光電催化處理過程中，對待處理廢水進行攪拌。

　　本發(fā)明中光催化處理在可見光條件下進行，實際應用時可以采用氙燈作為可見光光源;更優(yōu)選地，所述光源為用濾光片濾去λ<420nm部分。

　　所述所述空穴捕獲劑為0.1～2mol/L的EDTA-2Na，優(yōu)選為0.5mol/L，EDTA-2Na的投加量與廢水的體積比為1:100。

　　優(yōu)選地，復合可見光催化劑用量0.2g/L～2g/L，優(yōu)選1g/L。

　　所述多金屬氧酸鹽基復合可見光催化劑由如下方法制備：

　　(1)將硝酸銀水溶液逐滴加入磷鉬酸水溶液中，得磷鉬酸銀懸濁液;

　　(2)向所得磷鉬酸銀懸濁液中加入釩酸鈉溶液，混勻后移至水熱反應釜中進行水熱反應，反應結束后離心、水洗、烘干得中間產物AgHPMo/Ag3VO4;

　　(3)向所得AgHPMo/Ag3VO4中加入甲醇，除氧后進行紫外光照，然后經洗滌、干燥得多金屬氧酸鹽基復合可見光催化劑Ag@AgHPMo/Ag3VO4。

　　本發(fā)明采用水熱法，實現了AgHPMo/Ag3VO4的制備，然后通過光還原法，制得Ag@AgHPMo/Ag3VO4。磷鉬酸(HPMo)引入Ag+，實現了非均相化，制得有可見光響應的催化劑AgHPMo。通過復合Ag3VO4，實現了導帶、價價帶的匹配，促進電子-空穴的分離，提高光生電子數量。通過光還原引入Ag，促進光生電子的轉移，有更多的電子用于將Cr(VI)還原至Cr(III)，毒性降低，形成的Cr(III)可以很容易通過沉淀去除，從而達到處理含鉻廢水的目的。

　　優(yōu)選地，步驟(1)中硝酸銀和磷鉬酸的摩爾比為1:5～15，進一步優(yōu)選為1:10。進一步地，硝酸銀水溶液的濃度為0.5mol/L;磷鉬酸水溶液的濃度為0.5mol/L。

　　優(yōu)選地，步驟(2)中其中釩酸鈉溶液的濃度為0.01mol/L。

　　優(yōu)選地，步驟(2)所得中間產物AgHPMo/Ag3VO4中Ag3VO4與AgHPMo的摩爾比為1:5～1:20。作為優(yōu)選為1:5～1:10，最優(yōu)選1:10，即Ag3VO4負載量為10%。

　　釩酸鈉的加入量會影響到催化劑中Ag3VO4的含量，也會影響到催化劑制備時的分散性。在上述優(yōu)選范圍內制備得到的催化劑處理含鉻廢水的能力更好。

　　優(yōu)選地，步驟(2)中水熱反應條件為：130～150℃水熱反應1～3h;進一步優(yōu)選地，140℃水熱反應2h。

　　優(yōu)選地，步驟(3)中紫外光照時間為10～40分鐘。進一步優(yōu)選為25～35min;最優(yōu)選為30min。紫外光照時間會影響到負載銀的量，進而影響到光催化劑的可見光響應，影響到光催化效果。

　　甲醇的加入量以1g AgHPMo/Ag3VO4加入18～22mL甲醇計。

　　本發(fā)明的目的是提供一種多金屬氧酸鹽基復合可見光催化劑處理含鉻廢水的方法，本發(fā)明在磷鉬酸(HPMo)引入Ag+，實現了非均相化，制得有可見光響應的催化劑AgHPMo。通過復合Ag3VO4，實現了導帶、價帶的匹配，促進電子-空穴的分離，提高光生電子數量。通過光還原引入Ag，促進光生電子的轉移，有更多的電子用于將Cr(VI)還原至Cr(III)，毒性降低，形成的Cr(III)可以很容易通過沉淀去除，從而達到處理含鉻廢水的目的，在上述各優(yōu)選條件的組合下處理效果更好。

　　本發(fā)明的有益效果有：

　　(1)光催化劑制備方法簡單，成本低;

　　(2)可見光響應好，利用率高;

　　(3)對Cr(VI)有很高的還原能力，反應速率快。