[发明专利]一种Co-Ge-O光催化-吸附双功能材料的应用

说明书

本发明公开了一种Co‑Ge‑O光催化‑吸附双功能材料的应用。Co‑Ge‑O作为一种双功能材料，不仅能吸附有机染料污染物，而且在可见光下能降解有机染料污染物，从而拓宽了此类材料的应用范围。对有机染料，Co‑Ge‑O材料的吸附性能和在可见光下的光催化降解性能均远高于商品二氧化钛（P25）光催化材料。本发明Co‑Ge‑O材料吸附和光催化降解染料的活性高，且材料的制备方法简单，有利于推广应用。

技术领域

本发明属于环境污染治理技术领域，涉及Co-Ge-O化合物作为一种双功能材料在吸附-光催化降解有机染料污染物中的应用。

背景技术

随着人口的增加，全世界的印染产业规模不断扩大，该产业排出的大量有机染料污染物，已成为全世界水污染的重要来源。半导体光催化技术可在室温下直接利用太阳光将染料污染物高效地氧化降解。因此，通过光催化技术，充分利用太阳光来降解染料污染物是目前环境污染治理的一条有利途径。因紫外光只占太阳光总能量的4%左右，而可见光占46%左右，所以利用太阳能的关键在于利用太阳光中的可见光。因此，可见光响应型的光催化材料在当今环境治理领域具有重要的应用前景。然而，因为能带结构的限制，再加上高的光生载流子复合率，可见光催化材料降解染料污染物的活性和耐用性一般较低。此外，大部分染料为有机物，而绝大部分光催化材料为无机半导体，所以光催化材料对有机染料的吸附一般不强，从而进一步造成光催化活性的降低。因此，发展高性能的光催化-吸附双功能材料，在染料污染治理领域具有重要的实用前景和学术价值。

发明内容

本发明的目的在于提供Co-Ge-O光催化-吸附双功能材料在环境治理领域的一种新应用，从而拓宽其应用范围，解决现有商品光催化材料对有机染料污染物的可见光催化活性低、吸附能力低等问题。

本发明的技术方案为：

一种Co-Ge-O光催化-吸附双功能材料的应用，Co-Ge-O化合物作为光催化-吸附双功能材料处理有机染料污染物，具体应用的步骤为：

（1）以有机染料污染物为底物，以Co-Ge-O材料对其进行光催化-吸附处理；

（2）Co-Ge-O材料的活性评价：测定有机染料污染物的光催化降解速率和吸附速率，以衡量其光催化降解活性和吸附活性；以单位时间内光催化降解过程中染料浓度的减少量、吸附过程中染料浓度的减少量分别计算光催化降解速率和吸附速率。

进一步地，所述的有机染料污染物优选为罗丹明B（RhB）或亚甲基蓝（MB）。

进一步地，光催化-吸附处理更优选的条件为：温度为10-25℃，光催化采用波长大于420 nm的可见光，吸附过程为完全避光或自然光照射。

进一步地，Co-Ge-O材料的制备方法为：将NaOH溶于去离子水中得到NaOH溶液，再向其加入GeO₂，搅拌至溶液澄清后加入Co(NO₃)₂·6H₂O，控制H₂O/NaOH/GeO₂/Co(NO₃)₂·6H₂O的摩尔比为1.67：1.5：1：2，搅拌8~20min后转入反应釜，150~200℃下静置4~8小时，自然冷却后，离心、洗涤、干燥，得到Co-Ge-O材料。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明的Co-Ge-O材料的应用条件温和，在10-25℃的较低温度下就能取得较好的效果。

（2）本发明的Co-Ge-O材料对有机染料的的光催化降解活性和吸附活性均明显高于商用催化材料P25，显著提升了催化材料的活性，解决了传统催化材料活性低的问题。

（3）本发明的Co-Ge-O材料制备方法简单、制备条件温和，有利于推广应用。

附图说明