[发明专利]硫化铋复合活性炭材料于脱氮中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫化铋复合活性炭材料及其利用近红外光于催化降解氨氮中的应用。

背景技术

利用太阳能解决环境能源问题，起源于1972年Fujishima利用TiO₂光电极电解水制氢，随后Carey在1976年报道了利用TiO₂光催化氧化消除多氯二酚的毒性，从此，利用太阳能降解环境污染物的研究迅速成为人们研究的热点。但是，TiO₂只能利用占太阳能4％左右的紫外光，对TiO₂进行掺杂及开发Fe₂O₃、WO₃、Bi₂WO₆等新型催化剂，虽然部分解决了对可见光的利用问题，但是占太阳能近50％的红外光尚需开发利用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种硫化铋复合活性炭材料于脱氮中的应用，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供一种硫化铋复合活性炭材料于近红外光光照条件下光催化降解氨氮中的用途。

进一步的，所述硫化铋复合活性炭材料包括活性炭和1wt％～10wt％硫化铋颗粒，所述硫化铋分布于所述活性炭表面。

进一步的，所述硫化铋复合活性炭材料的比表面积为10-80m²/g。

进一步的，所述硫化铋复合活性炭材料的粒径为1.0-20nm，相邻硫化铋层间距为0.54-0.84nm。

在一些实施方案中，所述氨氮包括NH₃和/或NH₄⁺，但不限于此。

在一些实施方案中，所述近红外光的波长范围为780-2500nm。

本发明实施例还提供一种氨氮的净化方法，其包括：将硫化铋复合活性炭材料加入含有氨氮的液相体系，并以近红外光光照所述液相体系，使所述氨氮被光催化降解为N₂和H₂O。

在些实施方案中，所述硫化铋复合活性炭材料与氨氮的质量比为100mg:5-50mg。

进一步的，将含有氨氮的液相待测样品与硫化铋复合活性炭材料混合置入避光反应器中，并在所述避光反应器的光照窗口处设置仅可使近红外光通过的滤光片，之后以光源照射所述避光反应器，使其中的氨氮被光催化降解为N₂和H₂O。

与现有技术相比，本发明的优点包括：本发明的硫化铋复合活性炭材料催化降解氨氮的方法，利用近红外光光将氨氮降解为N₂和H₂O，无需添加多余的氧化剂，从而降低了成本，且所述催化剂重复催化降解氨氮5-10次后，所述氨氮的降解率仍>90％。

附图说明

图1是本发明实施例1中制得的硫化铋复合活性炭材料(AC-Bi₂S₃)氨氮降解率随时间的变化曲线图；

图2是本发明实施例1中制得的硫化铋复合活性炭材料(AC-Bi₂S₃)重复7次后氨氮降解率的曲线图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明并不限于这些实施方式。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

本发明实施例提供一种硫化铋复合活性炭材料于近红外光光照条件下光催化降解氨氮中的用途。

进一步的，所述硫化铋复合活性炭材料包括活性炭和1wt％～10wt％硫化铋颗粒，所述硫化铋分布于所述活性炭表面。

进一步的，所述硫化铋复合活性炭材料的比表面积为10-80m²/g。

进一步的，所述硫化铋复合活性炭材料的粒径为1.0-20nm，相邻硫化铋层间距为0.54-0.84nm。

在一些实施方案中，所述氨氮包括NH₃和/或NH₄⁺，但不限于此。

在一些实施方案中，所述近红外光的波长范围为780-2500nm。