[发明专利]一种可见光响应复合光催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，具体涉及一种可见光响应复合光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

重金属铬是制革、印染、电镀等行业必不可少的原料，同时也是一种致癌物，为国际公认的重点污染物，更是我国重点控制对象。铬污染治理是世界性的环保难题，其技术核心是将可溶、易迁移、高毒性的六价铬Cr(VI)还原为毒性小100倍、易于配位沉淀的三价铬Cr(III)，并进行综合利用。

光催化技术是一种新兴、很有前途的方法，能在紫外光照射下还原去除重金属Cr(VI)(Chenthamarakshan C R and Rajeshwar K.Heterogeneousphotocatalytic reduction of Cr(VI)in UV-irradiated titania suspensions：Effectsof protons，ammonium ions，and other interfacial aspects.Langmuir，2000，16：2715.Wang X，Phekonen S O，Ray A K.Removal of aqueous Cr(VI)by acombination of photocatalytic reduction and coprecipitation.Ind Eng ChemRes，2004，43：1665.)。然而，目前大部分研究都集中在紫外光区，只能利用占太阳光总能量4％左右的紫外光，而以可见光(约占太阳光总能量50％)为驱动力的研究较少，对太阳能的利用率较低。一般通过染料敏化TiO₂(Kyung H K，Lee J S，Choi W Y.Simultaneous and synergistic conversionof dyes and heavy metal ions in aqueous TiO₂ suspensions under visible-lightillumination.Environ Sci Technol，2005，39：2376.)、底物与TiO₂表面形成电荷转移络和物(Wang N，Zhu L H，Deng K J，She Y B，Yu Y M，TangH Q.Visible light photocatalytic reduction of Cr(VI)on TiO₂ in situ modifiedwith small molecular weight organic acids.Appl Catal B：Environ，2010，95：400.Kim G and Choi W Y.Charge-transfer surface complex of EDTA-TiO₂and its effect on photocatalysis under visible light.Appl Catal B：Environ，2010，100：77.)两种形式吸收可见光，实现可见光照射下Cr(VI)和有机物协同削减。

但这些研究中TiO₂催化剂本身无法被可见光激发，只能在特定有机污染物共存时对Cr(VI)还原有较佳的效果，适用范围较窄。因此，对TiO₂催化剂进行表面修饰改性或掺杂，使其具有可见光响应，在可见光照射下源源不断的产生活性物种(电子、空穴、羟基/超氧自由基等)，有望实现Cr(VI)还原和各种有机污染物同时去除。