[发明专利]一种改性碳基负载有机光伏材料除铬、铜、镉、铅的光催化剂制备方法

说明书

本发明公开了一种改性碳基负载有机光伏材料除铬、铜、镉、铅的光催化剂制备方法，该方法包括以下操作步骤：A、将碳材粉碎；B、将碳粉与去离子水混合；C、在步骤B的混合溶液中加入交联剂环氧氯丙烷(ECH)；D、在冰浴环境中，向步骤C的混合溶液加入富含氨基材料后搅拌反应1h；E、将步骤D反应后的溶液经过滤、洗涤、干燥后得到改性碳基材料；F、将有机光伏材料与氯仿混合，得有机光催化剂混合溶液；G、将有机光催化剂混合溶液均匀涂覆于改性碳基材料上，干燥后得到改性碳基负载有机光伏材料除铬、铜、镉、铅的光催化剂。本发明方法得到的光催化剂能够实现同时对Cr(VI)、Cu(II)、Cd(II)和Pb(II)的高效快速去除，且可重复利用，解决了光催化剂负载工艺和循环利用的难题，为同时去除铬、铜、镉、铅提供了一种真正的绿色、环保、无污染的处理方法。

技术领域

本发明涉及功能材料制备技术领域，具体是一种改性碳基负载有机光伏材料除铬、铜、镉、铅的光催化剂制备方法。

背景技术

随着工业和技术的发展，废水中的重金属污染几个世纪以来一直对环境和生物健康构成严重威胁。特别是，与高浓度的单一重金属污染相比，由低剂量的多种重金属铬、铜、镉、铅离子组成的复杂水污染已成为一个紧迫的问题，同时具有这四种的重金属离子废水，因竞争吸附，相互干扰难以同时快速去除，并且完全去除的成本很高。

目前降解废水中铬、铜、镉、铅的方法主要包括电化学法、膜分离法、微生物法、吸附法。其中，这些方法都存在一些关键的科学技术难题，这使产业化除铬、铜、镉、铅受到一定限制：

(1)电化学法在降解过程中能耗太大、电极材料损耗高、处理成本高；

(2)膜分离法吸附容量很低、效率低、成本高、膜易受污染；

(3)微生物法作用时间长、易受温度、营养成分、离子浓度等因素影响；

(4)吸附法被认为是处理铬、铜、镉、铅最直接有效的技术。因为其具备成本低、操作灵活简单，易与其他工艺相配合等优势，但吸附法目前常用的吸附剂铁基复合材料、膨润土、改性TiO₂、碳基材料也存在一系列有待克服的技术难题：

a.铁基复合材料和膨润土在酸性环境下易腐蚀，其铬、铜、镉、铅离子吸附效率与投入量成正比，大量投入会造成二次污染且不易回收；

b.改性TiO₂属于无机光催化剂，研究表明，相比于有机催化剂其吸收光谱窄、带隙宽、激子产生和分离效率慢、易在水中发生团聚，造成铬、铜、镉、铅离子吸附效率低，而且使用过量会伴随二次污染并不易回收；

c.碳基材料是非极性溶剂，对极性重金属铬、铜、镉、铅离子吸附很弱。因此，通常对其进行改性，以增强其对极性物质的吸附。传统方法改性之后的碳基材料对Cr(VI)、Cu(II)、Cd(II)和Pb(II)去除初见效果。然而，效率还是太低并无法实现同时去除。因此，传统应用碳基材料除铬、铜、镉、铅的效果并不理想。

为此，急需开发一种能同时去除Cr(VI)、Cu(II)、Cd(II)和Pb(II)，且环保的光催化剂制备方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种改性碳基负载有机光伏材料除铬、铜、镉、铅的光催化剂制备方法，该方法得到的光催化剂能够实现同时对Cr(VI)、Cu(II)、Cd(II)和Pb(II)的高效去除，且可重复利用，解决了光催化剂负载工艺和循环利用的难题，为铬、铜、镉、铅离子的去除提供了一种真正的绿色、环保、无污染的处理方法。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

本发明一种改性碳基负载有机光伏材料除铬、铜、镉、铅的光催化剂制备方法，包括以下操作步骤：

A、A、将碳材粉碎至2000-8000目，得碳粉；