[发明专利]用于降解工业废水中苯酚的生物光催化剂及其制备方法

说明书

本发明属于光催化技术领域。本发明公开了一种用于降解工业废水中苯酚的生物光催化剂，其由可溶性铋盐、可溶性钼酸盐和生物质原料等原料制得，其中可溶性铋盐为五水合硝酸铋，可溶性钼酸盐为二水合钼酸钠，生物质原料为海藻；本发明还公开了一种用于降解工业废水中苯酚的生物光催化剂的制备方法。本发明用于降解工业废水中苯酚的生物光催化剂原料来源广泛且价格低廉，制备的光催化剂具有性能优越，可生物降解，可重复利用等众多优势，从而使得其具有广泛的应用潜力；本发明中的生物光催化剂的制备方法具有方法简便，光催化剂负载效果好等优点。

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，尤其是涉及一种用于降解工业废水中苯酚的生物光催化剂及其制备方法。

背景技术

光催化剂就是在光子的激发下能够起到催化作用的化学物质的统称。光催化技术具有催化效果好，二次污染小，运行成本低和可望利用太阳光为反应光源等优点，所以光催化技术特别适合用于处理工业化生产产生的对环境有害的有机污染物，例如工业废水中的有机污染物、空气中的挥发性有机物等，常见的光催化剂多为金属氧化物和硫化物，如TiO₂、ZnO、CdS、WO₃等，其中TiO₂的综合性能最好，应用最广，但因其存在带隙较宽，对可见光的利用率较低等缺陷，迫使我们寻找一种催化性能更优越的光催化剂。

对于铋系半导体材料，一般都具有层状结构，有利于光生载流子的迁移，大大提高了载流子迁移效率，因此铋系光催化材料具有很好的光催化活性。在铋系氧化物中，Bi的最外层S电子层中含有两个6s电子，由于Bi原子中的6s与O原子中的2p轨道相互杂化而形成了价带，导致铋系化合物的能隙减小，光吸收边发生红移。铋基层状化物材料是一类新型的光催化材料，许多的科研工作者已经对其进行了广泛研究。

生物炭是生物有机材料(生物质)在缺氧或绝氧环境中，经高温热裂解后生成的固态产物。既可作为高品质能源、土壤改良剂，也可作为还原剂、肥料缓释载体及二氧化碳封存剂等，已广泛应用于固碳减排、水源净化、重金属吸附和土壤改良等，可在一定程度上为气候变化、环境污染和土壤功能退化等全球关切的热点问题提供解决方案。生物质炭材料的制备不仅实现了废弃资源的再利用，还满足了对活性炭等功能性炭材料的巨大需求。生物质炭材料高比表面积、发达孔隙结构及表面易改性等特点，使其在能源、环境等领域有广泛的应用前景。

到目前为止，现有研究和技术中已存在诸多关于苯酚降解和光催化技术的研究报道，例如：

专利公开号为CN1205024A的专利公开了一种光催化剂涂层组合物及载有光催化剂的构造体，本发明涉及在高温多湿环境下和要求耐碱性的户外环境下也能够使用的附载有光催化剂的构造体及用于制造该构造体的光催化剂涂层剂组合物。光催化剂涂层剂组合物的特征在于，包含光催化剂和赋予耐碱性的锆化合物及/或锡化合物。附载有光催化剂的构造体的特征在于，在光催化剂层和载体之间设有粘合层结构，光催化剂层包含光催化剂和赋予耐碱性的锆化合物及/或锡化合物。

专利公开号为CN1986051A的专利公开了一种光催化剂、光催化剂的制造方法及使用光催化剂的产品。本发明提供了一种光催化剂，其对各种物质具有超级吸附和分解性能。这种光催化剂包括涂布有钛磷灰石的多孔体。该多孔体优选为硅藻土。该光催化剂能够通过共沉淀法或者溶胶-凝胶法形成。

专利公开号为CN101115559的专利公开了一种光催化剂、其制造方法、含有光催化剂的分散液及光催化剂涂料组合物。本发明提供一种光催化剂，所述光催化剂包含具有光催化剂活性的基体和被覆该基体的实质上无细孔的氧化硅膜，碱金属的含量为1～1000ppm。另外，本发明还提供一种光催化剂的制造方法作为所述光催化剂的制造方法，即，使用硅酸盐，在存在于水性介质中的具有光催化剂活性的基体上被覆氧化硅膜，此时将含有具有光催化剂活性的基体和硅酸盐二者的水性介质的pH维持在5以下。