[发明专利]一种用于降解全氟辛酸的In2

说明书

本发明涉及光催化剂技术领域，具体公开了一种用于降解全氟辛酸的In₂O₃光催化剂及其制备方法。该制备方法包括以下步骤：S1、取铟盐和尿素溶解于水中，形成前驱体溶液；S2、将前驱体溶液加热反应，分离得到固体；S3、取固体煅烧，即得到In₂O₃光催化剂。本发明还公开了上述In₂O₃光催化剂在处理难降解有机污染物中的应用。本发明提供的In₂O₃光催化剂的空间群为Ia‑3，暴露的晶面包括{110}_Ia‑3、{111}_Ia‑3本发明提供的In₂O₃光催化剂，在两种暴露晶面的共同作用下，具有更合适的表面相互作用强度和更高的催化降解活性，能够用于强化处理全氟辛酸等难降解有机物。

技术领域

本发明涉及光催化水处理技术领域，具体涉及一种用于降解全氟辛酸的In₂O₃光催化剂及其制备方法。

背景技术

全氟化合物(Per-and Polyfluoroalkyl Substances，PFAS)诞生于上世纪三十年代，主要包括全氟羧酸(perfluorocarboxylic acids，PFCAs)、全氟磺酸(Perfluorinatedsulfonic acids，PFSAs)、调聚醇(Fluorotelomer alcohols，FTOHs)等，因其化学性质稳定且具有疏水疏油的双疏特性，从上世纪40年代起便被广泛用于工业生产、表面活性剂、防火涂料和食品包装中。

众多研究表明，该类化合物具有环境持久性和生物累积性，在环境中赋存量也较大。其中，全氟辛酸(PFOA)和全氟烷基磺酸盐(PFOS)是应用最为广泛也是环境中最常检测到的两种PFASs。此外，以PFOA和PFOS为代表的全氟化合物还具有生殖毒性、诱变毒性、发育毒性、神经毒性、免疫毒性等多种毒性，对生物体构成了潜在的健康风险。由于PFASs的大量生产和使用，目前，PFASs已普遍存在于全球各地区的环境水体中。然而，传统的水处理工艺很难有效去除这类污染物。

光催化技术是目前用于治理全氟化合物污染极具潜力的水处理技术之一。该过程主要依靠光催化过程中产生的光生电子、空穴以及其他活性物种如OH、·O^2-等实现污染物的降解去除。而对于PFOA的光催化氧化降解来说，光生空穴在该反应中占主导地位。此外，光生空穴对PFOA的降解依赖于催化剂和PFOA的相互作用力。表面相互作用过强，降解中间产物难以从催化剂表面脱附，容易造成催化剂的失活，而过弱的表面相互作用则无法诱导光生空穴向PFOA的快速转移，抑制催化降解活性。近来，研究者发现通过暴露光催化剂的特定晶面可以实现对催化剂以及目标污染物相互作用的调控，从而实现高效的光催化降解反应。因此，通过晶面暴露策略有望实现对水环境中典型全氟化合物PFOA的高效降解，具有重要的研究和现实意义。

发明内容

针对光催化降解全氟辛酸对于合适的表面相互作用这一需求，本发明基于晶面调控技术提供一种具有高全氟辛酸降解活性的Ia-3相In₂O₃光催化剂、制备方法及其应用。本发明提供的In₂O₃光催化剂对全氟辛酸具有更为合适的表面相互作用和高氧化降解活性。

本发明所采取的技术方案是：

本发明的第一方面提供一种In₂O₃光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、取铟盐和尿素溶解于水中，形成前驱体溶液；

S2、将所述前驱体溶液加热反应，分离得到固体；

S3、取步骤S2的固体，煅烧，即得到所述In₂O₃光催化剂。