申請(qǐng)日2014.10.24

　　公開(kāi)(公告)日2015.04.29

　　IPC分類(lèi)號(hào)B01J27/224; C02F101/38; C02F1/32

　　摘要

　　本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)合光催化劑SiC/CdLa2S4及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明通過(guò)水熱法一步合成復(fù)合光催化劑基體物質(zhì)CdLa2S4，并通過(guò)煅燒的方法制備形貌規(guī)整的復(fù)合光催化劑，該復(fù)合光催化劑可以在紫外光照射下催化降解有機(jī)染料，特別是偶氮類(lèi)有機(jī)染料的效率高。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種治理廢水污染的復(fù)合光催化劑SiC/CdLa2S4，其特 征在于，該復(fù)合光催化劑包括SiC和CdLa2S4，基于CdLa2S4重量 計(jì)，SiC的重量分?jǐn)?shù)為0.1%～20%。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合光催化劑，其特征在于，根 據(jù)X射線衍射分析，其在衍射角2θ約為18.03°、20.74°、24.72°、 26.50°、27.97°、30.29°、43.91°、52.05°、53.95°、35.65°、41.46°、 59.98°和75.26°處分別存在(111)、(200)、(120)、(121)、(220)、 (300)、(303)、(422)、(501)、(111)、(200)、(220)、(203)晶面 衍射峰。

　　3.一種制備權(quán)利要求1所述的復(fù)合光催化劑的方法，其特 征在于，該方法包括以下步驟：

　　(1)CdLa2S4的制備，包括以下子步驟：

　　(1-1)將Cd(NO3)2·4H2O、La(NO3)3·6H2O及硫脲置于水中， 在高溫下恒溫反應(yīng)，制得沉淀物;

　　(1-2)將步驟(1-1)中制得的沉淀物從反應(yīng)體系中分離 出來(lái)，洗滌、干燥，得CdLa2S4樣品;

　　(2)復(fù)合光催化劑SiC/CdLa2S4的制備，包括以下子步驟：

　　(2-1)分別稱(chēng)取步驟(1)中制備的CdLa2S4和SiC進(jìn)行混 合研磨，將研磨后的混合粉末置于盛有溶劑的容器中;

　　(2-2)去除溶劑、干燥、煅燒，煅燒后冷卻，得到復(fù)合光 催化劑。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟(1) 之后，步驟(2)之前，還包括以下步驟:

　　(1’)SiC的預(yù)處理，該步驟包括以下子步驟：

　　(1’-1)將SiC粉末在高溫下煅燒，再在HF溶液中浸漬，制 得SiC懸濁液;

　　(1’-2)將步驟(1’-1)制得的SiC懸濁液進(jìn)行分離，并對(duì) 分離得到的固體洗滌、干燥，制得SiC樣品。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，步驟(1-1) 中，

　　Cd(NO3)2·4H2O的摩爾量以其中的Cd元素的摩爾量計(jì)， La(NO3)3·6H2O的摩爾量以其中的La元素的摩爾量計(jì)，硫脲的摩 爾量以其中的S元素的摩爾量計(jì)，使Cd(NO3)2·4H2O的摩爾量、 La(NO3)3·6H2O的摩爾量和硫脲的摩爾量之比為Cd(NO3)2·4H2O: La(NO3)3·6H2O:硫脲=1:(2～3):(4～8);和/或

　　溫度為100～170℃，優(yōu)選120～165℃，更優(yōu)選140～160℃。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，步驟 (1’-1)中，煅燒溫度為300℃～900℃;和/或氫氟酸溶液的濃 度為0.1%～5%。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求3至6之一所述的方法，其特征在于，步驟 (2-2)中煅燒溫度為300℃～900℃。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合光催化劑或根據(jù)權(quán)利要 求3至7之一所述的方法制備的復(fù)合光催化劑在治理有機(jī)染料污 水，特別是偶氮類(lèi)染料污水方面的應(yīng)用。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種治理廢水污染的復(fù)合光催化劑及其制備與應(yīng)用

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于光催化領(lǐng)域，涉及一種復(fù)合光催化劑及其制備 與應(yīng)用，特別涉及治理廢水污染的復(fù)合光催化劑SiC/CdLa2S4及其制備與應(yīng)用。

　　背景技術(shù)

　　近年來(lái)，隨著工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，環(huán)境污染問(wèn)題一直受 到人們的普遍關(guān)注。隨著治理工業(yè)污染技術(shù)的不斷提高，光催 化技術(shù)，即利用太陽(yáng)能對(duì)污染物進(jìn)行光催化降解技術(shù)在環(huán)境治 理方面的研究越來(lái)越深入。

　　研究光催化劑的另一條思路是尋找新型光催化劑。目前， 對(duì)可用于光催化的半導(dǎo)體化合物的開(kāi)發(fā)不再是尋找自然界中存 在的半導(dǎo)體化合物，而是趨向于人工合成半導(dǎo)體化合物，如 CdLa2S4等，然而，單純以該化合物作為光催化劑的光催化效率 不高。

　　因此，亟需開(kāi)發(fā)一種既有良好的光催化降低有機(jī)染污物效 果的光催化劑。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)： 以Cd(NO3)2·4H2O、La(NO3)3·6H2O和硫脲作為起始反應(yīng)原料， 通過(guò)水熱法一步反應(yīng)制備CdLa2S4，對(duì)制得的產(chǎn)物經(jīng)簡(jiǎn)單處理 后，再將碳化硅(SiC)與處理后的CdLa2S4粉末混合均勻，充 分研磨，并在高溫下煅燒，制得復(fù)合光催化劑，該制得的復(fù)合 光催化劑既可以在光照條件下催化降解水中的有機(jī)染料污染 物，特別是偶氮類(lèi)有機(jī)染料。

　　本發(fā)明的目的在于提供以下方面：

　　第一方面，一種復(fù)合光催化劑SiC/CdLa2S4，其特征在于， 該復(fù)合光催化劑包括SiC和CdLa2S4，其中，基于CdLa2S4的重量 計(jì)，SiC的重量分?jǐn)?shù)為0.1%～20%;

　　其X射線衍射光譜(XRD)在衍射角2θ約為18.03°、20.74°、 24.72°、26.50°、27.97°、30.29°、43.91°、52.05°、53.95°、35.65°、 41.46°、59.98°和75.26°處分別存在(111)、(200)、(120)、(121)、 (220)、(300)、(303)、(422)、(501)、(111)、(200)、(220)、(203) 晶面衍射峰。

　　第二方面，本發(fā)明提供一種制備上述復(fù)合光催化劑的方法， 該方法包括以下步驟：

　　(1)CdLa2S4的制備，包括以下子步驟：

　　(1-1)將Cd(NO3)2·4H2O、La(NO3)3·6H2O及硫脲置于水中， 在高溫下恒溫反應(yīng)，制得沉淀物;

　　(1-2)將步驟(1-1)中制得的沉淀物從反應(yīng)體系中分離 出來(lái)，洗滌、干燥，得CdLa2S4樣品;

　　(2)復(fù)合光催化劑SiC/CdLa2S4的制備，包括以下子步驟：

　　(2-1)分別稱(chēng)取步驟(1)中制備的CdLa2S4和SiC進(jìn)行混 合研磨，將研磨后的混合粉末置于盛有溶劑的容器中;

　　(2-2)去除溶劑、干燥，再在高溫下煅燒，煅燒后冷卻， 得到復(fù)合光催化劑。

　　第三方面，本發(fā)明還提供上述復(fù)合光催化劑在治理污水， 特別是染料污水方面的應(yīng)用，其中，所述染料優(yōu)選為偶氮類(lèi)染 料。