本发明专利技术公开了一种累托石/氧化亚铜/二氧化钛复合光催化剂，它包括以下步骤制得的产品：将累托石加入硫酸铜溶液中搅拌混合均匀，然后加入抗坏血酸溶液搅拌均匀，再加入二氧化钛进行搅拌，在超声搅拌条件下加入氢氧化钠溶液，最后经超声、离心、水洗、醇洗、烘干、研磨，即得所述的累托石/氧化亚铜/二氧化钛光催化剂。本发明专利技术涉及的制备工艺简单，原料价格低廉、环境友好，制备的累托石/氧化亚铜/二氧化钛光催化剂拥有高效的杀藻率以及腐殖酸、含磷物质等水体污染物的降解率，适用于水处理和水化处理等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理
，具体涉及一种累托石/氧化亚铜/ 二氧化钛复合光催化剂及其制备和应用。
技术介绍
近年来，我国湖泊水库等缓流水体富营养化问题日益突出。随着湖泊富营养化的加剧，藻类大量生长，影响饮用水水质，已成为多种疾病发生的重要诱发因素，将成为制约我国社会和国民经济持续发展的重大环境问题。因此，充分利用自然条件进行污染物的治理是近年来环境保护的趋势。在所有淡水藻类中，毒性最强、污染范围最广的为蓝藻门，尤其其中的微囊藻属、鱼腥藻属、束丝藻属和颤藻属，是淡水中常见的有潜在危害性的藻类。在现有的除藻及降解藻毒素的技术中，光催化技术是唯一能利用自然光和水体中溶解氧的方法。目前研究较多的光催化技术主要有Fenton体系和半导体光催化技术，赤铜矿氧化亚铜(Cu2O)是一种典型的典型的金属缺位的P型半导体光催化材料，能在可见光激发下将水体过饱和的溶解氧转化成为H2O2,为铁基天然矿物异相光-Fenton体系提供H2O2的来源，但Cu 20存在着电子-空穴易复合、易产生阴极腐蚀等问题，局限了 Cu2O在实际中的应用。T12是目前应用最广泛的η型半导体光催化剂，禁带宽带3.2eV，自然界中有金红石型锐钛矿型和板钛矿型三种晶型结构。纳米T12粒子在紫外光照下产生电子-空穴对，空穴能分解周围的水产生活性羟基自由基(.0Η)，因而显示出极强的氧化能力，但T12只能被紫外光激发，应用到自然水体中需要外加光源，大大增加了能耗。因此进一步探索新型光催化剂对水环境治理具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种累托石/氧化亚铜/ 二氧化钛复合光催化剂，其制备工艺简单，原料价格低廉，拥有高效的杀藻效率并可吸附去除水华环境下的污染物，适合推广应用。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为:一种累托石/氧化亚铜/ 二氧化钛复合光催化剂，包括以下组分或含量:累托石、二氧化钛、硫酸铜溶液、抗坏血酸溶液和氢氧化钠溶液，其中累托石的质量占累托石、二氧化钛与硫酸铜溶液中的硫酸铜总质量的20?40% ;二氧化钛的质量占累托石、二氧化钛与硫酸铜溶液中的硫酸铜总质量的20?40% ;抗坏血酸溶液中抗坏血酸的质量占累托石、二氧化钛与硫酸铜溶液中的硫酸铜总质量的20?50% ;氢氧化钠溶液中的氢氧化钠的质量占累托石、二氧化钛、硫酸铜溶液中硫酸铜、抗坏血酸溶液中的抗坏血酸总质量的30?80%。按上述方案，所述硫酸铜溶液的浓度为0.3?1.0moI/L ;按上述方案，所述抗坏血酸溶液的浓度为0.5?4.5mol/L0按上述方案，所述氢氧化钠溶液的摩尔浓度为0.5?2.5mol/Lo上述一种累托石/氧化亚铜/ 二氧化钛复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤:在容器中加入累托石和硫酸铜溶液，搅拌混合均匀，加入抗坏血酸溶液搅拌均匀，再加入二氧化钛进行搅拌，然后在超声搅拌条件下慢慢加入30?50°C的氢氧化钠溶液，经超声、离心、水洗、醇洗、烘干，所得产物经研磨，即得所述的累托石/氧化亚铜/ 二氧化钛光催化剂。按上述方案，所述累托石和硫酸铜溶液的搅拌时间为20?40min，加入二氧化钛揽摔时间为20?40min。按上述方案，超声条件下的搅拌温度为30?50°C，时间为20?40min。按上述方案，所述烘干温度为40?60°C。根据上述方案制得的累托石/氧化亚铜/ 二氧化钛复合光催化剂在水处理中的应用。根据上述方案制得的累托石/氧化亚铜/ 二氧化钛复合光催化剂在水华处理中的应用。本专利技术的原理为:本专利技术所述的累托石/氧化亚铜/ 二氧化钛光催化剂首先利用累托石的吸附作用将藻细胞吸附在光催化剂的表面，再利用累托石中铁组分与氧化亚铜异相光-Fenton体系以及氧化亚铜与二氧化钛形成的p-n异质结结构在可见光激发下产生强氧化性的羟基自由基来杀死藻细胞，同时吸附水体中的污染物，使光催化剂利用自然条件高效治理水华污染。本专利技术充分利用了天然含铁粘土矿物对水体污染物的吸附补集性能，使其作为半导体光催化剂的载体；利用氧化亚铜与打02形成异质结结构扩展了半导体催化剂光响应范围，同时建立内电场抑制载流子的复合，从而能够在自然光条件下利用水体中的水与溶解氧产生具有强氧化性的活性羟基自由基(.0H)氧化降解水体污染物。同时氧化亚铜在光照下利用水体中溶解氧产生的H2O2与累托石中的铁组分作用形成Fenton体系，并与氧化亚铜和1102形成的异质结在自然光激发下协同耦合产生强氧化性的活性羟基自由基(.0H)氧化降解水体污染物。本专利技术为富营养化水体净化和水华藻类去除提供多功能一体化解决方案，对实际城市缓流水体富营养化和水华藻类污染控制起到巨大的促进作用。本专利技术的有益效果为:I)本专利技术所用的原材料累托石是天然矿物，价格低廉，来源广泛，且涉及的制备方法简单、环境友好。2)本专利技术首先利用累托石的吸附作用将藻细胞吸附在光催化剂的表面，然后再利用氧化亚铜和二氧化钛形成的异质结，以及累托石中铁组分形成的Fenton体系与氧化亚铜和二氧化钛形成的异质结协同耦合，在太阳光激发下产生强氧化性的羟基自由基从而氧化杀灭藻细胞，最终达到有效的降解效果；由于蓝藻的爆发是在夏季高温、光照充足及水体过饱和氧的条件下，而累托石/氧化亚铜/ 二氧化钛光催化剂也正是利用充足的太阳光和溶解氧来达到最佳的杀藻效果，从而避免了“先污染，后治理”的现象发生，从根本上解决了水华蓝藻的问题。3)将本专利技术所述累托石/氧化亚铜/ 二氧化钛光催化剂应用于治理蓝藻，其处理效率高，处理效率可达80%以上，成本低，操作方便，易于广泛实施；特别是应用在水华处理中，成本低，操作方便，适合推广应用。4)本专利技术制备的累托石/氧化亚铜/二氧化钛光催化剂可有效降解水环境中的腐殖酸，其处理效率可达95% ;同时该催化剂可去除水体中的含磷物质，去除率可达95% ;在水处理领域有广泛的应用前景。【附图说明】图1为实施例1所得累托石/氧化亚铜/ 二氧化钛光催化剂的XRD图。图2为实施例1所得累托石/氧化亚铜/ 二氧化钛光催化剂的SEM图。；图3为实施例1所得累托石/氧化亚铜/ 二氧化钛光催化剂的PL谱图。图4为实施例1所得累托石/氧化亚铜/二氧化钛光催化剂的对藻细胞的去除效果图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。以下实施例中，如无具体说明，采用的试剂均为市售化学试剂。以下实施例中，括号内所述质量均为相应溶液中的溶质质量。实施例1—种累托石/氧化亚铜/ 二氧化钛光催化剂，其制备方法包括以下步骤:在锥形瓶中加入200mL 0.5mol/L的硫酸铜溶液(16g)，加入1g累托石，搅拌30min，缓慢加入10mL 0.5mol/L抗坏血酸溶液(8.8g)搅拌均勾，然后加入1g 二氧化钛搅拌30min，在超声条件下边搅拌边慢慢的加入400mL 1.5mol/L的氢氧化钠溶液(24g，40°C )，在40°C条件下超声30min，再经离心、水洗(3遍)、醇洗(3遍)，最后用真空干燥箱烘干(40°C )，所得产物经研磨，即得所述的累托石/氧化亚铜/ 二氧化钛光催化剂。图1为本实施例所得累托石/氧化亚铜/ 二氧化钛光催化剂的本文档来自技高网...
【技术保护点】
累托石/氧化亚铜/二氧化钛复合光催化剂，包括以下组分或含量：累托石、二氧化钛、硫酸铜溶液、抗坏血酸溶液和氢氧化钠溶液，其中累托石的质量占累托石、二氧化钛与硫酸铜溶液中的硫酸铜总质量的20～40％；二氧化钛的质量占累托石、二氧化钛与硫酸铜溶液中的硫酸铜总质量的20～40％；抗坏血酸溶液中抗坏血酸的质量占累托石、二氧化钛与硫酸铜溶液中的硫酸铜总质量的20～50％；氢氧化钠溶液中的氢氧化钠的质量占累托石、二氧化钛、硫酸铜溶液中硫酸铜、抗坏血酸溶液中的抗坏血酸总质量的30～80％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈金毅，艾玉明，李晶，喻杏元，蒋钦凤，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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