一种高效降解有机染料废水的可见光催化剂及其制备方法

摘要

一种高效降解有机染料废水的可见光催化剂及其制备方法，属于环境和能源技术领域。本发明将铁酸锌和壳聚糖混合，戊二醛交联，得交联壳聚糖/铁酸锌复合物，低温水热条件下，在交联壳聚糖/铁酸锌复合物表面生长氧化亚铜，得氧化亚铜/交联壳聚糖/铁酸锌三元复合可见光催化剂。本发明制备的新型三元复合可见光催化剂能够发挥壳聚糖、铁酸锌和氧化亚铜的多重协同功能性，有效降低电子和空穴的复合几率，降低复合催化剂的表观带隙能，拓宽光谱范围，大大提高可见光的利用率，增强废水的处理效果；性质稳定、无残留，有磁性、易于回收再利用；废水处理工艺简单、可以大大降低成本，是一种绿色、高效的新材料和新方法。

主权项

一种高效降解有机染料废水的可见光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）交联壳聚糖/铁酸锌复合物的制备：将壳聚糖加入到0.50 mol/L的醋酸水溶液中，搅拌溶解，壳聚糖与醋酸水溶液的质量比为1︰25～50，得壳聚糖醋酸溶液；向壳聚糖醋酸溶液中加入纳米铁酸锌，壳聚糖与铁酸锌的质量比为2～ 8︰1；搅拌分散 0.5～2h；向上述溶液中慢慢滴加10wt % 稀氨水调节溶液的pH 值为7～9，然后滴加25wt % 的戊二醛水溶液进行交联反应，戊二醛水溶液与壳聚糖的质量比4～15︰1，50～80℃下，反应3～8h，外加磁场分离，得到的球形产物依次用无水乙醇、去离子水充分洗涤，50℃真空干燥，得交联壳聚糖/铁酸锌复合物；（2）氧化亚铜/交联壳聚糖/铁酸锌三元复合可见光催化剂的制备：将水合硫酸铜 CuSO₄·5H₂O 加入到去离子水中，搅拌至完全溶解，得浓度为0.05～0.5 mol/L 的硫酸铜水溶液，加入一定量的聚乙二醇PEG‑8000、交联壳聚糖/铁酸锌复合物，搅拌10～20 min，分散均匀后，加入 1～5 mol/L 的氢氧化钠水溶液，搅拌30～60min，使Cu(OH)₂ 沉淀完全；然后，边搅拌边滴加浓度为0.1～0.5 mol/L 的抗坏血酸水溶液，其中氢氧化钠︰水合硫酸铜︰抗坏血酸的摩尔比为：6～4︰2︰1；水合硫酸铜︰PEG‑8000 的摩尔比为：400～600︰1；交联壳聚糖/铁酸锌复合物︰水合硫酸铜的质量比为5～10︰1，室温、100rpm下，反应2～4h，外加磁场分离，分别用无水乙醇、去离子水各洗涤3次，50℃真空干燥，得氧化亚铜/交联壳聚糖/铁酸锌三元复合可见光催化剂。