磁性石墨烯负载光催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种磁性石墨烯负载光催化剂及其制备方法和应用，具体涉及催化剂制备技术领域。该磁性石墨烯负载光催化剂包括磁性石墨烯载体和负载在其上的光催化剂，其中，磁性石墨烯载体与光催化剂的质量比为1:0.8

【技术实现步骤摘要】
磁性石墨烯负载光催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及催化剂制备
，尤其是涉及一种磁性石墨烯负载光催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着工业的发展和城镇化的推进，大量生产生活废水超标直排至河道或湖泊，导致污染物总量超出河道或湖泊水体的自净能力，造成水体缺氧或富营养化，形成黑臭水体。
[0003]光催化技术是光催化剂在紫外线或可见光的照射下发生氧化还原反应，光催化剂自身不起变化，催化周围的氧气及水分子激发成具有强氧化能力的自由基、超氧自由基或者单线态氧等。该技术不需要任何动力装置，在降解水体中污染物的同时，消除臭味、改变水体透明度，增加水体含氧量。目前利用光催化技术处理黑臭水体的研究已有较大进展，但是也存在一些问题：如二氧化钛光吸收波长较窄，只能在紫外光下才能发挥效果；磷酸银在可见光下就能响应，但自身稳定性差；氮化碳需要负载贵金属才发挥强的光催化活性，增加了催化剂的制备成本；且这些光催化剂用于水体治理中，不易回收。
[0004]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于提供一种磁性石墨烯负载光催化剂，以缓解现有技术中用于污水治理的光催化剂响应区间窄、稳定性差以及制备成本高和不易回收的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术特采用如下技术方案:
[0007]本专利技术的第一方面提供了一种磁性石墨烯负载光催化剂，包括磁性石墨烯载体和负载在其上的光催化剂。
[0008]可选地，所述磁性石墨烯载体与光催化剂的质量比为1:0.8
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12；优选为1:1
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10；更优选为1:2
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8。
[0009]可选地，所述光催化剂包括金属、金属氧化物和金属磷酸盐中的至少一种。
[0010]优选地，所述光催化剂包括金属氧化物和金属磷酸盐。
[0011]优选地，所述金属氧化物与金属磷酸盐的质量比为2
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22:1。
[0012]可选地，所述金属包括铂、铑和钯中的至少一种。
[0013]优选地，所述金属氧化物包括二氧化钛、氧化锌、二氧化硅、氧化锆和二氧化锡中的至少一种，优选为二氧化钛。
[0014]优选地，所述金属磷酸盐包括磷酸银、磷酸锌、磷酸锰和磷酸钙中的至少一种，优选为磷酸银。
[0015]本专利技术的第二方面提供了所述的磁性石墨烯负载光催化剂的制备方法，在磁性石墨烯溶液中加入光催化剂进行反应，反应后经干燥和焙烧，得到所述的磁性石墨烯负载光催化剂。
[0016]可选地，所述干燥的方式包括烘干。
[0017]优选地，所述烘干的时间为8h～12h。
[0018]可选地，所述磁性石墨烯溶液的质量浓度为5.5g/L～15.5g/L。
[0019]可选地，所述焙烧在惰性气体保护下进行。
[0020]优选地，所述焙烧的温度为400℃～600℃。
[0021]优选地，所述焙烧的时间为4h～8h。
[0022]本专利技术的第三方面提供了所述的磁性石墨烯负载光催化剂在污水治理中的应用。
[0023]可选地，所述污水包括生活污水。
[0024]优选地，所述生活污水包括黑臭水体。
[0025]与现有技术相比，本专利技术至少具有如下有益效果:
[0026]本专利技术提供的磁性石墨烯负载光催化剂，利用磁性石墨烯作为载体，是因为它具有较大的比表面积、良好的吸附性和导电性，可有效抑制光催化过程中产生的光生电子
‑
空穴对的复合，增大光催化剂对污染物的吸附，同时磁性石墨烯和光催化剂间会产生强烈的协同作用，大大增强光催化剂的催化性能。并且磁性石墨烯的加入，有助于对金属离子的磁性吸附去除，磁性石墨烯也解决了光催化剂的回收难题，实现了光催化剂的高效回收。
[0027]本专利技术提供的制备方法，工艺简单，可控性好，批次处理量大，适合工业化生产。
[0028]本专利技术提供的磁性石墨烯负载光催化剂在污水处理中的应用，提高了污水处理效率，同时该磁性石墨烯负载光催化剂可以回收再利用，降低了污水处理的成本。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为实施例1得到的磁性石墨烯负载光催化剂的扫描电镜图；
[0031]图2是试验例2得到的磁性石墨烯负载光催化剂对黑臭水体COD去除效果图和溶解氧变化图。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0033]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0034]本专利技术中，对温度没有特别说明即为常温下或室温下，即相关操作不需要特别考虑温度影响，不需要加热或制冷处理。
[0035]本专利技术的第一方面提供了一种磁性石墨烯负载光催化剂，包括磁性石墨烯载体和负载在其上的光催化剂。
[0036]本专利技术提供的磁性石墨烯负载光催化剂，利用磁性石墨烯作为载体，是因为它具有较大的比表面积、良好的吸附性和导电性，可有效抑制光催化过程中产生的光生电子
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空穴对的复合，增大光催化剂对污染物的吸附，同时磁性石墨烯和光催化剂间会产生强烈的协同作用，大大增强光催化剂的催化性能。并且磁性石墨烯的加入，有助于对金属离子的磁性吸附去除，磁性石墨烯也解决了光催化剂的回收难题。
[0037]可选地，所述磁性石墨烯载体与光催化剂的质量比为1:0.8
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12；优选为1:1
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10；更优选为1:2
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8。
[0038]当磁性石墨烯与光催化剂的质量比大于1:0.8时，磁性石墨烯占比过高，会导致部分光催化剂被包裹无法被照射到，影响光催化效果；当磁性石墨烯与光催化剂的质量比小于1:12时，光催化剂本身团聚较多，与磁性石墨烯载体结合强度低，流失率高，影响光催化效果。
[0039]在本专利技术的一些实施方式中，磁性石墨烯载体与光催化剂的质量比典型但不限于为1:0.8、1:1、1:2、1:4、1:6、1:8、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁性石墨烯负载光催化剂，其特征在于，包括磁性石墨烯载体和负载在其上的光催化剂。2.根据权利要求1所述的磁性石墨烯负载光催化剂，其特征在于，所述磁性石墨烯载体与光催化剂的质量比为1:0.8
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12；优选为1:1
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10；更优选为1:2
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8。3.根据权利要求1所述的磁性石墨烯负载光催化剂，其特征在于，所述光催化剂包括金属、金属氧化物和金属磷酸盐中的至少一种；优选地，所述光催化剂包括金属氧化物和金属磷酸盐；优选地，所述金属氧化物与金属磷酸盐的质量比为2
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22:1。4.根据权利要求3所述的磁性石墨烯负载光催化剂，其特征在于，所述金属包括铂、铑和钯中的至少一种；优选地，所述金属氧化物包括二氧化钛、氧化锌、二氧化硅、氧化锆和二氧化锡中的至少一种，优选为二氧化钛；优选地，所述金属磷酸盐包括磷酸银、磷酸锌、磷酸锰和磷酸钙中的至少一种，优选为磷酸银。5.一种权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海洋，刘成泽，廖常盛，
申请(专利权)人：达斯玛环境科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：