[发明专利]用于处理含苯酚废水的复合光催化剂及其制备方法与应用

说明书

一种用于处理含苯酚废水的复合光催化剂及其制备方法与应用，属于光催化材料和环境保护领域。该用于处理含苯酚废水的复合光催化剂是以钛酸钙为光催化降解主要作用物质，分子筛为载体的光催化剂。其中，钛酸钙通过等体积浸渍法与分子筛复合，之后经干燥、高温煅烧得到复合光催化剂。采用高压氙灯，光照一小时后用于处理含苯酚废水的复合光催化剂对苯酚的降解率可达24.6％～94.8％，高于光照一小时下纯钛酸钙对苯酚的降解率22.3％。所得的复合光催化剂较单一的纯钛酸钙而言，在物理特性、光催化降解效果方面均有改善。该制备方法简单，原料易得，制备过程易操作，条件温和易控制，产品催化效率高。

技术领域

本发明涉及一种用于处理含苯酚废水的复合光催化剂及其制备方法与应用，属于光催化材料和环境保护领域。

背景技术

近年来，伴随着我国工业化水平的不断提升及城市化的快速发展，我国的环境保护问题日益严峻。以水污染为例，各类化工企业如洗煤厂、炼焦厂，传统企业如有色金属冶炼厂、造纸厂、纺织厂等，在产生的污水中都会含有大量的有机污染物如酚类等。这些污染物如果得不到有效处理而直接排放到环境中，必将威胁到生命的存在。如何实现对此类污染物的有效、清洁处理，已经成为实现可持续发展的重要议题。

作为最简单的酚类化合物，苯酚又名石炭酸，是一种重要的有机化工原料，可用于合成树脂、橡胶、医药等。但其毒性剧烈、刺激性强，对人体危害巨大，在自然条件下难以降解。传统方法中主要采用物理吸附、化学反应、微生物降解等对此类物质进行处理，这些传统方法存在着会带来二次污染、降解效果不理想等问题。而自从20世纪70年代光催化技术诞生以来，人们不断扩大其应用范围，时至今日，光催化技术已成为处理污染物的一个重要研究方向。

光催化材料作为一种新型催化材料，以钙钛矿、二氧化钛等为代表，具有高效、稳定、降解产物无污染等优点，对常见有机污染物、重金属离子、霉菌等都有明显的降解效果，被广泛应用于环境保护领域。作为钙钛矿的代表之一钛酸钙，因其制作工艺简单，成本低廉，催化性能好而被人们所广泛研究。但由于钛酸钙粉体颗粒细微易产生团聚，比表面积较小，在水中易形成悬浮液而回收困难，限制了其在实际生产中的大范围推广应用。

分子筛是一类具有骨架结构的微孔晶体材料，具有比表面积大和高效吸附两个明显特征。分子筛晶体具有蜂窝状结构，孔穴的体积占分子筛晶体体积的50％以上，高的空穴占比保证了其具有较大的比表面积，通常可达数百m²/g。分子筛空腔的直径一般在之间，孔径约在之间，与常见分子相当，较大的孔径保证其具有高效吸附性。此外，分子筛还具有选择性吸附、表面极性高、骨架结构稳定等优点，这些结构性质，使分子筛不仅成为优良的吸附剂，而且成为有效的催化剂和催化剂载体。

将分子筛与钛酸钙复合，既解决了钛酸钙比表面积小、易团聚、难以回收利用等问题，同时分子筛的吸附效应可以使污染物苯酚在光催化剂周围富集，促进钛酸钙的催化降解作用，二者的复合可以有效提升催化剂的催化降解效果。本发明以苯酚为催化降解实验对象，结果显示，其效果良好。从而为同类型新式催化剂的研究与开发提供借鉴。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种用于处理含苯酚废水的复合光催化剂及其制备方法，是以钛酸钙为光催化降解主要作用物质，分子筛为载体的光催化剂。其中，钛酸钙通过等体积浸渍法与分子筛复合，之后经干燥、高温煅烧得到复合光催化剂。所得的复合光催化剂较单一的纯钛酸钙而言，在物理特性、光催化降解效果方面均有改善。本发明的制备方法简单，原料易得，制备过程易操作，条件温和易控制，产品催化效率高。

为实现上述目标，本发明所采用技术方案如下：

本发明的一种用于处理含苯酚废水的复合光催化剂，是以分子筛为载体，通过等体积浸渍法负载钛酸钙的复合光催化剂。

所述的用于处理含苯酚废水的复合光催化剂中，钛酸钙的负载率为1％～15％；