[发明专利]一种Ag2

说明书

本发明公开了一种Ag₂O‑ZnO/g‑C₃N₄光催化臭氧化催化剂的制备方法，包括如下步骤：S1、提供第一溶液，所述第一溶液包括Ag₂O、ZnO、g‑C₃N₄和分散剂，所述Ag₂O、ZnO和g‑C₃N₄在所述第一溶液中分散均匀；S2、搅拌回流所述第一溶液，得到混合物；S3、将所述混合物洗涤至中性后烘干，研磨，得到Ag₂O‑ZnO/g‑C₃N₄复合催化剂。通过以三聚氰胺为前驱物，采用热缩聚合成法制备出晶型较好的石墨相氮化碳，然后采用回流法合成Ag₂O‑ZnO/g‑C₃N₄纳米粉末催化剂，通过本方法能够制取活性最高、稳定性最好，可以实现快速、高效光催化臭氧化降解水中难降解污染物‑‑草酸(OA)的催化剂；该催化剂用于光催化臭氧化降解水中有机污染物具有反应活性高、速率快、矿化率高等优点。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种Ag₂O-ZnO/g-C₃N₄光催化臭氧化催化剂的制备方法。

背景技术

臭氧在水和废水处理领域的广泛应用取决于其特殊的化学性质，包括强氧化性和对不饱和有机物的强选择性降解。臭氧氧化技术降解有机污染物主要是通过直接反应(臭氧与有机物直接发生反应)和间接反应(臭氧分解产生羟基自由基(^·OH)，通过^·OH与有机物进行氧化反应)两种途径来实现，臭氧的直接反应具有较强的选择性，一般情况下是进攻具有双键结构的有机物，而间接反应没有选择性。该技术在处理有毒有害污染物、消毒杀菌方面前景显著，但存在臭氧利用率不高、有机物矿化程度低、降解具有选择性、投资运行成本高等诸多问题。光催化氧化技术是在紫外光或可见光作用下产生^·OH和超氧阴离子自由基(O₂^·-)，它们能将大部分有机污染物氧化降解成二氧化碳、水和其他小分子有机物，具有能耗低、反应条件温和、操作简便、无二次污染物、可直接利用太阳能等优势，但光催化材料普遍存在光生载流子的复合率高和光量子产率低等问题，导致处理过程中有机污染物反应速率慢、矿化率低、难以处理量大且污染物浓度高的污水，制约了光催化技术的进一步发展和实际应用。单一的高级氧化技术通常不能取得理想的处理效果，因此，将不同的氧化工艺耦合，是提高有机废水综合矿化效率的有效方法。

其中，将可见光催化与臭氧耦合形成的光催化臭氧化水处理技术，继承了光催化氧化过程的可持续性和臭氧对一般芳香族和高不饱和有机物的强破坏性等优点，臭氧可以作为电子捕获剂，降低空穴和电子的复合率，提高光催化的效率；光催化又可增强臭氧对有机物的氧化降解能力，提高臭氧分子的利用效率，也可以促进臭氧分解产生更多的活性氧物种。目前研究的热点依然聚焦在催化剂的选择上，金属氧化物和负载在载体上的金属氧化物、负载在载体上的贵金属、活性炭等多孔材料都可以促进了光催化臭氧化体系的作用。催化臭氧可以大大提高难降解污染物的去除率，但存在矿化率低的问题；可见光催化可以解决完全矿化有机物，但是降解效率较低。将二者结合起来不仅可以提高难降解污染物的去除率还可以使其完全矿化。除此之外，光催化剂是此耦合体系中降解污染物的一个关键因素。以金属盐类为催化剂的均相催化技术更好的推动了臭氧分解产生更高活性氧化电位的^·OH，反应体系氧化能力强，具有反应活性高、速率快、流程简单等优点，但金属离子的引入产生二次污染。因此，为避免催化剂因流失而造成的经济损失和对环境的污染，探究新型有效和绿色高效非均相臭氧催化剂是目前非均相臭氧催化技术的研究热点。