[发明专利]一种三元异质结1%Graphene-Bi2MoO6/Bi3.64Mo0.36O6.55催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三元异质结1%Graphene-Bi₂MoO₆/Bi_3.64Mo_0.36O_6.55催化剂及其制备方法。  

背景技术

随着社会的发展和人们生活生平的提高，工业废水和生活污水占环境污染的重要部分，成为人们不得不考虑的重要问题。在我国，对于污水的处理一般采取物理法、化学法和生物法三大类，但是仍然存在许多的问题与缺陷。例如，物理法中，由于步骤较为繁琐，并且吸附剂的再生能耗大，萃取剂选择种类少及可能会造成二次污染，功能膜的通量低、易污染、设备费用高等缺点，仍需进一步研究；而化学法通常指的是化学氧化法，常涉及到使用强氧化性的化学药剂，如O₃、H₂O₂、KMnO₄等，直接氧化降解废水中的有机物使之稳定化，但是现代工业的发展使含有高浓度难生化降解有机物的工业废水日益增多，对于这类废水的处理，常用氧化剂表现出氧化能力不强，存在选择性氧化等缺点，难以达到实际的要求，并且这种方法需要大量的化学药剂，运行成本较高，不适合大规模范围使用，同时，也有可能产生二次污染。众所周知，利用微生物代谢作用，使废水中的有机污染物和无机营养物转化为稳定、无害的物质的方法称为生物处理法，这是当前比较新颖的水处理方法，然而生物降解仍存在着一定的局限性，概括起来有以下几点：(1) 细菌的作用具有选择性：(2) 降解速度慢，一般要数周或数月：(3)对有些有毒物质只能部分降解，并且可能形成有毒性的中间产物；(4) 芳香族化合物部分难以被降解。从目前国内运行状况看，这三种处理方法虽然有些工艺己较成熟，但各有其局限性，运行成本也不算低，处理效率也是高低不等，特别是不能有效地去除水中低浓度且生物难降解的一些有机污染物。因此，发展新型实用的环保处理技术仍然是人们追求的目标。 

光催化降解法始于1972年，是近三十年发展起来的污水处理新方法。光催化降解法可以有效地降解多种有机污染物，并将有机物全部矿化为CO₂、H₂O或毒性较小的有机物，能彻底破坏有机物，达到无害处理的要求。自上世纪70年代末开始，利用光催化降解处理各类污染物废水的研究报导逐渐增多，利用半导体光催化降解和消除环境中的污染物便成为了半导体光催化研究中最活跃的领域。但由于TiO₂的宽禁带(3.2eV)，只能响应387.5纳米以下的紫外光，对太阳光谱中占绝大部分的可见光则利用效率较低，从而限制了纳米TiO₂的工业化应用发展。因此开发出高效的可见光诱导的光催化剂具有深远的意义。而钼酸铋合成方法简单，原材料便宜，而且对可见光有很好的吸收，成为人们研究的又一个热点，并且将具有优异特性的石墨烯引入光催化剂中，与钼酸铋形成多元异质结，将更有利于改善催化剂的性质，提高其光催化降解有机物的性能。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种三元异质结1%Graphene-Bi₂MoO₆/Bi_3.64Mo_0.36O_6.55催化剂及其制备方法，为有机物的光催化降解提供了一种新材料。本发明的材料是采用水热法制备的，其操作简单、生产成本低廉、产率较高，其光催化降解速率高，适合扩大化生产的要求。 

本发明是这样来实现的，其特征是催化剂是由石墨烯（Graphene）和两种不同结构的钼酸铋（Bi₂MoO₆和Bi_3.64Mo_0.36O_6.55）组成的，其中石墨烯为钼酸铋总质量的1%。在可见光的诱导下，0.05克的催化剂可以将100毫升浓度为10^-5摩尔/升的罗丹明B在1小时完全降解。