[发明专利]焦炭负载Ce掺杂BiOCl催化脱除双酚A的方法

说明书

本发明涉及废水有机物处理技术领域，具体为一种焦炭负载Ce掺杂BiOCl催化脱除双酚A的方法；依次通过焦炭预处理、改性、浸渍、负载、干燥制得负载Ce掺杂BiOCl催化剂，并采用催化剂置于含有双酚A的废水中光照脱除；催化剂中Ce与BiOCl的摩尔比为0.00087；本发明发挥焦炭的微观结构将BiOCl掺杂稀土元素Ce负载于焦炭上显著提高了对废水中双酚A的脱除率，掺杂Ce提高了光生电子空穴(e‑‑h⁺)对的的活跃性，实现催化剂对双酚A的脱除率达到100%，同时大大缩短了脱除时间。

技术领域

本发明属于废水有机物处理技术领域，具体为一种降解催化剂，尤其涉及焦炭负载Ce掺杂BiOCl催化脱除双酚A的方法。

背景技术

随着近代工业的发展，人们对化工产品的需求也在不断升高，越来越多的有机污染物排放到土壤和水体中，对人类赖以生存的家园产生了很大的威胁。研究表明：我国的环境污染已从上世纪七十年代的点源污染恶化为大面积的区域性污染。所以，寻求一种高效无污染的降解有机物的催化剂变得尤为重要。目前所研究出的降解方法主要有：物理降解法，化学降解法，生物降解法。由于光催化降解技术具有成本低，高效，无污染等优点，被广泛应用于水污染治理研究。铋基材料，如：Bi₂O₃，BiPO₄，BiVO₄，Bi₂WO₆在废水处理中表现出高的催化性能，研究一种利用丰富的可见光的光催化剂具有重要意义。

双酚A是生产环氧树脂、聚碳酸酯的主要材料，广泛用于生产食品以及生活品的塑料包装材料中，是目前大量存在于环境中的污染物，具有雌激素活性和生殖毒性。研究表明，双酚A具有干扰神经细胞发育、调亡与分化；干扰神经递质的储存和释放，影响神经递质的代谢；干扰神经递质受体表达等神经毒性效应。因此，如何有效降解双酚A，成为人们密切关注的问题。焦炭是一种廉价易得，具有多孔结构的物质，对水中的有害物质具有一定的吸附能力，是一种理想的催化剂载体。

目前，离子掺杂对BiOCl的催化性能的影响是时提高BiOCl催化性能的一个重要研究领域。与BiOCl相比，Fe、Sn、Mn的掺杂使BiOCl的光催化性能明显提高，但对于双酚A的氧化脱除效果却并不突出。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，提供焦炭负载Ce掺杂BiOCl催化脱除双酚A的方法，目的是利用改性后焦炭表面粗糙、内部疏松多孔以及更强的电荷性能将催化剂分散开来，改善催化剂之间的集聚状况，通过Ce对BiOCl的激发使催化剂增加在吸附双酚A时的特异性位点，提高催化剂对双酚A的吸附性能。

本发明是通过如下技术方案实现的。

焦炭负载Ce掺杂BiOCl催化脱除双酚A的方法，具体包括以下步骤：

a）焦炭预处理：将焦炭粉碎至粒径为5-7mm。

b）改性：将所述焦炭置于碱性溶液中避光浸泡30-40h，之后水洗并干燥得到改性后焦炭。

c）浸渍：将所述改性后焦炭与Bi(NO₃)₃·5H₂O按照质量比3-4:1一同置于超纯水中搅拌水解，水解时间为30-40min，之后静置20-30h过滤得到沉淀。

d）负载：将所述沉淀置于85-95℃水浴中，然后滴加硝酸铈铵和HCl溶液，搅拌20-30min；静置后分离出二次沉淀物，所述二次沉淀物中Ce与BiOCl的摩尔比为0.00087。

e）干燥：将二次沉淀物在100-110℃下干燥2-3h得到催化剂。

f）脱除：将所述催化剂置于含有双酚A的废水吸附30-40h，其中经光照15-20h，所述催化剂中BiOCl的浓度为0.005-0.015 mol·L^-1。