[发明专利]一种ZnO基复合催化剂与双氧水协同作用光催化降解有机污染物的方法

摘要

本发明属于固体光催化领域，尤其涉及一种ZnO基复合催化剂与双氧水协同作用光催化及其降解甲基橙，亚甲基蓝等有机污染物的方法。ZnO基复合催化剂与双氧水协同作用光催化降解有机污染物的方法，包括如下步骤：步骤（1）ZnO基复合催化剂Ag/Bi₂O₃/ZnO的制备方法；步骤（2）Ag/Bi₂O₃/ZnO复合催化剂与H₂O₂协同作用光催化降解有机污染物。该工艺具有成本低，产物纯度高，性能优良，操作简便，反应时间短，环境污染小，适合工业化生产等特点。应用该复合催化剂与H₂O₂协同作用光催化降解有机污染物，光催化剂循环使用时间长，反应条件温和，降解效率高，环境友好。

主权项

1.一种ZnO基复合催化剂与双氧水协同作用光催化降解有机污染物的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、ZnO基复合催化剂Ag/Bi₂O₃/ZnO的制备：（1）称取一定量的脂肪族多元酸，用去离子水溶解， 2000‑8000 r/min条件下搅拌，依次缓慢加入二水合乙酸锌，以及适量五水合硝酸铋和硝酸银，保持搅拌10 min，使反应物混合均匀；（2）加入适量的醇类助剂和聚乙二醇400，加热至85℃，反应2.5h；（3）反应结束后，自然冷却至室温，得到粗产品；将粗产品分别用无水乙醇洗涤3次和去离子水洗涤3次，2500r/min速率离心分离15 min后，100℃下干燥5h，即制得复合催化剂前驱物；（4）将上述得到的前驱物固体粉末进行研磨处理，过80目筛，然后将其放入坩埚，在马弗炉中，400‑800℃煅烧4‑6h，然后自然冷却至室温，将制得的复合催化剂取出，放到真空度0.04 MPa，温度30℃的真空干燥箱中保存，备用；步骤2、Ag/Bi₂O₃/ZnO复合催化剂与H₂O₂协同作用光催化降解有机污染物，具体为：（1）在40w紫外灯，暗态下，将0.5g步骤1制备的Ag/Bi₂O₃/ZnO复合催化剂，加到有机污染物的溶液中，加入1‑10ml 体积浓度为30%过氧化氢溶液，在2000‑3000r/min速率下搅拌40min；（2）吸附脱附平衡后，进行催化脱色降解反应，每隔30min取样5mL，共取样6次，以2500r/min速率进行离心处理，分离收集催化剂，使用紫外‑可见分光光度计测定分离上层溶液的吸光度值，计算降解率；其中，所述的Ag：Bi：Zn元素的摩尔比分别为0.25‑0.3: 0.05‑0.1: 1；其中，所述的脂肪族多元酸为柠檬酸或酒石酸；所述的醇类助剂为乙二醇或1,3‑丙二醇；其中，所述光催化降解Ag/Bi₂O₃/ZnO复合催化剂投加量与有机污染物溶液体积的比值为1‑8g:1L；其中，所述的H₂O₂投加量与有机污染物溶液的相对体积比为10‑100mL：1L；其中，所述的有机污染物浓度为20‑80mg/ L；其中，所述的有机污染物为甲基橙，罗丹明B，亚甲基兰或茜素红溶液。