[发明专利]一种光催化‑生物复合催化剂及其制备与应用

权利要求书

1.一种光催化-生物复合催化剂，其特征在于所述催化剂以聚氨酯为载体，以N/P-TiO₂和微生物菌体为活性中心，通过浸渍吸附法合成；所述N/P-TiO₂的质量负载量以载体重量计为1～10％，所述微生物菌体的负载量以载体重量计为1.0*10⁶～1.5*10⁸CFU/g；所述N/P-TiO₂为掺杂氮、磷的TiO₂，其中掺杂N、P物质的量与TiO₂中Ti的物质的量比分别为0.3-0.7：1和0.1～0.9：1，所述微生物菌体为绿色木霉(Trichoderma viride)、皮氏罗尔斯顿菌(Ralstonia pickettii)、长喙壳霉菌(Ophiostoma stenoceras)、潘多拉菌(Pandoraea pnomenusa)、动胶菌(Zoogloea resiniphila)中的一种或多种微生物经发酵培养获得的培养液混合而成。

2.如权利要求1所述的光催化-生物复合催化剂，其特征在于所述N/P-TiO₂的质量负载量以载体重量计为5-10％，所述微生物菌体的负载量以载体重量计为0.5*10⁷-1.0*10⁷CFU/g。

3.如权利要求1所述的光催化-生物复合催化剂，其特征在于所述N/P-TiO₂按如下方法制备：(1)将无水乙醇a、钛酸四丁酯、乙酰丙酮以及尿素混合，在室温下充分搅拌混合10min，记为溶液A；将无水乙醇b、去离子水以及磷酸混合，记为溶液B；室温下，将溶液A在50-100rpm搅拌下以2滴/秒的速度缓慢滴加到溶液B中，持续搅拌4h，待滴加结束后继续搅拌2h，得到混合溶液，室温静置陈化6h后在80℃下干燥成颗粒并研磨得到TiO₂前驱体；所述钛酸四丁酯与无水乙醇a、乙酰丙酮体积比为1:5:0.5，所述尿素与钛酸四丁酯物质的量之比为0.3～0.7:1；所述磷酸与无水乙醇b、去离子水体积比为732μL：20mL：8mL；所述磷酸与钛酸四丁酯物质的量之比为0.1～0.9:1；

(2)将步骤(1)制备的TiO₂前驱体加入高压反应釜中，并加入10mmol·L^-1的NaOH水溶液、无水乙醇c、碳酸铵，在120-150℃、2-6MPa下反应48h之后得到乳白色固体，用pH为1的盐酸水溶液洗涤3次后用无水乙醇洗涤、离心3次，最后用去离子水洗涤至pH为6.7-7.2，80℃下干燥10h，研磨后，获得氮磷共掺杂TiO₂，即N/P-TiO₂；所述NaOH水溶液、无水乙醇c体积用量以TiO₂前驱体重量计分别为20～80ml/g和20～80ml/g，所述碳酸铵与TiO₂前驱体中Ti物质的量之比为0.3～0.7：1。