[发明专利]一种用于污水处理的单原子光催化板及其制备方法

权利要求书

1.一种用于污水处理的单原子光催化板，其特征在于：由单原子光催化剂分散于水中，加入助剂制备成混合乳液，再将混合乳液涂覆于多孔碳化硅基板上而得；所述的单原子光催化剂的添加量为混合乳液重量的1~2%；所述的单原子光催化剂由过渡金属以单原子形式负载于载体上而得；所述的过渡金属为银、铜、铁、锰中的任意几种；所述的载体为混晶TiO₂；所述的过渡金属和载体的质量比为1:50~150；

所述单原子光催化剂的制备方法包括以下步骤：

（1）将载体与过渡金属盐溶液混合，搅拌至载体完全悬浮在溶液中，超声分散10~50min，然后继续搅拌8~14h，得混合液A；所述的搅拌转速为300~800rpm；

（2）将碳酸氢钠水溶液加入上述混合液中，调节混合液pH为8~9，搅拌8~14h，得混合液B；

（3）将除去混合液B中的大部分溶剂，然后干燥，研磨，得固体物料；

（4）将上述固体物料在氢氩混合气氛围中进行分段煅烧，煅烧结束后，研磨，即得单原子光催化剂；所述分段煅烧先以2℃/min升温至250℃，保持2h；再以3℃/min升温至400℃，保持3h；最后以5℃/min降温至30℃。

2.根据权利要求1所述的用于污水处理的单原子光催化板，其特征在于：所述单原子光催化剂制备方法包括以下步骤：

(1)将浓度为1g/L的氯化铜、浓度为2g/L的氯化铁、浓度为1g/L的氯化锰和浓度为0.5g/L的氯化银水溶液混合均匀，在搅拌条件下，加入TiO₂载体，其中过渡金属和载体的质量比为1:150；在200rpm条件下搅拌7min，直到TiO₂完全悬浮在溶液中，超声50min，使其悬浮均匀，在200rpm条件下继续搅拌14h，充分混合，得混合液A；

(2)配制0.1mol/L的碳酸氢钠水溶液，使用自动定量注射器，以10μL/滴速度逐滴滴加到混合液A中，间隔1min测试pH值，调节溶液pH＝8，继续在200rpm条件下搅拌14h，使其负载均匀，得混合液B；

(3)用旋转蒸发仪旋蒸除去混合液B中的大部分溶剂，所得产物放入鼓风干燥箱

90℃干燥5h，用行星球磨机研磨至粒径为1μm，得固体物料，所述行星球磨机为氧化锆球磨罐；

(4)将上述固体物料在5％氢氩混合气氛围中进行分段煅烧，煅烧程序为：先以2℃/min升温至250℃，保持2h；在以3℃/min升温至400℃，保持3h；最后以5℃/min降温至30℃；用行星球磨机研磨，即得单原子光催化剂，所述行星球磨机为氧化锆球磨罐。

3.根据权利要求1所述的用于污水处理的单原子光催化板，其特征在于：所述单原子光催化剂制备方法包括以下步骤：

(1)将浓度为1g/L的氯化铜、浓度为1g/L的氯化锰和浓度为0.5g/L的氯化银水溶液混合均匀，在搅拌条件下，加入TiO₂载体，其中过渡金属和载体的质量比为1:100；在800rpm条件下搅拌2min，直到TiO₂完全悬浮在溶液中，超声20min，使其悬浮均匀，在800rpm条件下继续搅拌10h，充分混合，得混合液A；

(2)配制0.1mol/L的碳酸氢钠水溶液，使用自动定量注射器，以10μL/滴速度逐滴滴加到混合液A中，间隔1min测试pH值，调节溶液pH＝9，继续在800rpm条件下搅拌10h，使其负载均匀，得混合液B；

(3)用旋转蒸发仪旋蒸除去混合液B中的大部分溶剂，所得产物放入鼓风干燥箱

70℃干燥10h，用行星球磨机研磨至粒径为1μm，所述的行星球磨机为氧化锆球磨罐，得固体物料；

(4)将上述固体物料在5％氢氩混合气氛围中进行分段煅烧，煅烧程序为：先以2℃/min升温至250℃，保持2h；在以3℃/min升温至400℃，保持3h；最后以5℃/min降温至30℃；用行星球磨机研磨，即得单原子光催化剂。