[发明专利]一种微米尺度高活性氧化镁光催化剂的制备方法

说明书

一种微米尺度高活性氧化镁光催化剂的制备方法，称取Mg(NO₃)₂·6H₂O和Na₂CO₃分别溶解于去离子水，分别调节两种溶液的pH值；然后将Mg(NO₃)₂溶液加热并在剧烈搅拌下，将Na₂CO₃溶液迅速加入到Mg(NO₃)₂溶液中并继续搅拌2.0‑6.0min，接着静置陈化得白色沉淀经过滤、洗涤干燥后可制备出花状xMgCO₃·yMg(OH)₂·zH₂O，将其放入马弗炉中进行焙烧，最终得到直径为3.8‑6.0μm、高活性花状氧化镁催化剂；该方法具有制备方法简便、原料易得，制备出的氧化镁催化剂具有活性高、重复利用率好，相比于其它微米尺寸的氧化镁，对水溶液中的有机染料具有较高催化降解活性等特征。

技术领域

本发明属于无机催化剂制备方法领域，具体地说涉及一种微米尺度高活性氧化镁光催化剂的制备方法。

技术背景

工业废水中的有机染料由于具有较高的毒性和生物累积性，对环境和人体健康造成了严重危害。现今，已有许多方法用于有机染料废水的处理，其中包括生物法、物理法和化学法。尽管生物处理法具有绿色、环保等特点，但是这种方法价格高昂、处理效率低、对有机污染物不具有破坏性。吸附法作为物理法中最常用的一种方法，该方法是采用吸附剂对废水中的有机染料进行吸附去除，具有处理效率高，然却采用这种方法对吸附剂回收过程需要对废弃染料进行二次处理。化学法由于可对有机染料进行有效分解，在污水处理中已得到广发应用。在已发展的方法中，通过紫外/太阳光催化降解有机污染物由于具有操作简单、价格低廉，近年来备受关注。

催化剂作为催化反应的核心，在光催化降解过程中发挥着重要作用，现今已发展起来用于光催化降解有机染料的催化剂包括二氧化钛、氧化锌、氧化铁和氧化钨等。氧化镁作为一种通用性氧化物材料，已广泛应用于吸附、催化、陶瓷、抗菌材料、喷涂、半导体等领域。近年来，有人也将氧化镁应用于水溶液中有机染料的光降解处理。例如，Demirci等通过火焰喷雾裂解和溶胶-凝胶法制备出两种纳米尺寸的氧化镁催化剂，并用于浓度为1.9mgL^-1的光降解，发现两种材料的在240min内的降解效率分别为94％和 90％(Mater.Sci.Semicond.Process,2015,34,154-161)。 Sathyamoorthya等通过热分解法制备出氧化镁纳米片，发现其在120min内可对10mg L^-1的甲基橙的降解效率达99.14％(Ceram.Int.,2013,39, 323-330)。Salehifar等热降解的方法合成出一种纳米棒，发现其在180min 内对25mg L^-1的亚甲基蓝的光降解效率可达90％(Mater.Lett.,2016,167, 226-229)。Kumara等采用脲作为燃料，通过低温溶液燃烧法制备出的纳米氧化镁在60min内对60mg L^-1亚甲基蓝和甲基橙的降级效率分别可达98％和 91％(Nanosyst.-Phys.Chem.Math.,2016,7,662-666)。尽管如上研究对于探究氧化镁作为有机染料光催化剂的可行性具有重要意义，然却采用如上方法制备出的材料主要局限于纳米尺度，对于后期催化剂的回收再利用造成了严重的挑战。另外，如上用于研究中有机染料的浓度只是介于1.9 –60mg L^-1，不适合高浓度工业废水中有机染料的处理。因此，发展微米或更大尺寸、高活性氧化镁对于有效降解水溶液中有机染料具有重要意义。

发明内容