一种可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂及其制备方法和应用，制备方法包括如下过程：将氯化铁水溶液与氯化钴水溶液充分混合，之后再加入生物炭以及碱性溶液进行反应，得到黑色产物；对所述黑色产物通过磁体进行分离，将分离出来的黑色沉淀物进行洗涤、真空干燥，得到磁性生物炭；向五水硝酸铋溶液中加入所述磁性生物炭并分散均匀，得到溶液A；将碱性的溴化钾溶液加入溶液A中进行反应，得到悬浊液；对所述悬浊液进行分离，得到沉淀物，将沉淀物洗涤、干燥，得到所述可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂。本发明专利技术材料能够回收利用，同时对茶多酚制药废水的处理能力也较强。较强。较强。

【技术实现步骤摘要】
一种可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于废水处理
，具体涉及一种可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]中药制药废水是一类浓度高、成分复杂、生化性差、毒性大的工业制药废水。在中药制药废水中，酚类物质由于难降解、酸性大、强刺激性和致毒性等特点，是导致中药制药废水难处理的主要成分之一。特别是在中药茶多酚的提取过程中会有大量含酚类污染物制药废水产生，若排放前未经处理或处理不达标则会给水生生物、农作物以及人类健康造成极大的危害。目前，中药制药废水净化技术主要有物理吸附、化学吸附、催化氧化等，然而，物理吸附易饱和、化学吸附存在二次污染，催化氧化比表面积小等缺陷限制了以上方法的应用。
[0003]光催化技术处理中药制药废水时具有绿色，无二次污染，操作成本低等优点。光催化剂能够在光照条件下，将抗生素矿化成CO2与H2O固光催化剂是光催化技术的核心内容。卤氧化铋(Bi
m
O
n
X
y
,X＝F,Cl,Br,I)是一类储量丰富、廉价、禁带结构可调，具有潜在应用价值的光催化材料。但由于卤氧化铋材料具有尺寸小、易聚集、比表面积小、捕光性能弱、光生载流子分离效率低，且不能回收等问题，限制了其实际应用。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂及其制备方法和应用，本专利技术材料能够回收利用，同时对茶多酚制药废水的处理能力也较强。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂的制备方法，包括如下过程：
[0007]将氯化铁水溶液与氯化钴水溶液充分混合，之后再加入生物炭以及碱性溶液进行反应，得到黑色产物；
[0008]对所述黑色产物通过磁体进行分离，将分离出来的黑色沉淀物进行洗涤、真空干燥，得到磁性生物炭；
[0009]向五水硝酸铋溶液中加入所述磁性生物炭并分散均匀，得到溶液A；
[0010]将碱性的溴化钾溶液加入溶液A中进行反应，得到悬浊液；
[0011]对所述悬浊液进行分离，得到沉淀物，将沉淀物洗涤、干燥，得到所述可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂。
[0012]优选的，氯化铁与氯化钴的摩尔比为(0.8
‑
1.2)：(0.4
‑
0.6)；
[0013]所述生物炭的加入量为每0.8
‑
1.2mmol氯化铁对应加入0.5
‑
2.5g生物炭。
[0014]优选的，所述碱性溶液采用氨水、氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液。
[0015]优选的，将氯化铁水溶液与氯化钴水溶液充分混合，之后再加入生物炭以及碱性溶液后通过加热回流的方式进行反应，其中，反应温度为80
‑
120℃，反应时间为1
‑
3h。
[0016]优选的，黑色沉淀物进行真空干燥时，干燥温度为60
‑
120℃，干燥时间为12
‑
36h。
[0017]优选的，溴化钾与五水硝酸铋的摩尔比为(1.8
‑
2.2)：(1.8
‑
2.2)，每1.8
‑
2.2mmol的五水硝酸铋对应加入0.025
‑
0.20g磁性生物炭。
[0018]优选的，将碱性的溴化钾溶液加入溶液A中进行反应时，控制反应体系的pH值为9
‑
11。
[0019]优选的：
[0020]氯化铁水溶液与氯化钴水溶液中，溶剂采用超纯水；
[0021]五水硝酸铋溶液的溶剂为乙二醇；
[0022]碱性的溴化钾溶液的制备过程包括：将溴化钾溶、水碱性溶液混合，将溴化钾溶溶解，得到所述碱性的溴化钾溶液；所述变形溶液采用氨水、氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液；
[0023]对黑色沉淀物进行洗涤时，将溶液洗涤至中性；
[0024]生物炭的粒度为80目以上。
[0025]本专利技术还提供了一种可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂，该材料通过本专利技术如上所述的制备方法制得。
[0026]本专利技术还提供了所述可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂的应用，所述可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂用于光催化降解中药制药废水，所述中药制药废水包括茶多酚制药废水。
[0027]本专利技术具有如下有益效果：
[0028]本专利技术可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂的制备方法中，采用同步活化炭化得到表面面积大、捕光性能和吸附能力强、导电性好的重要中药有机固废生物质多孔炭材料，并将其作为载体，先后复合了铁酸钴与卤氧铋，改善了卤氧化铋材料的分散度、克服了去易聚集的缺点。同时，利用强吸附
‑
吸光性和良好导电性生物质多孔炭材料与卤氧化铋材料复合从而改善复合材料的吸附性能和光电性能。同时，由于铁酸钴的复合，使多孔碳改造成磁性炭，能够在磁场条件下，对复合材料进行回收。本专利技术产品中，生物炭材料的引入改善了卤氧化铋自身易聚集、吸附性弱、捕获性能差和光生载流子易复合问题，实现了光吸收、载流子分离和催化传质性能同步强化，解决了卤氧化铋材料具有易聚集、比表面积小、捕光性能弱、光生载流子分离效率低等问题，同时由于铁酸钴的加入，使得生物炭具有磁性，能够进行回收利用。
附图说明
[0029]图1为本专利技术实施例1制得的可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂的XRD图；
[0030]图2为本专利技术实施例1制得的可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂的SEM图；
[0031]图3为本专利技术实施例1制得的可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂的EDS图；
[0032]图4为本专利技术实施例1制得的可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂的TEM图；
[0033]图5为本专利技术实施例1制得的可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂的光电流图；
[0034]图6为本专利技术实施例1制得的可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂的磁滞回线图；
[0035]图7为本专利技术实施例1制得的可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂在可见光下处理儿茶素浓度
‑
时间变化曲线图；
[0036]图8为本专利技术实施例2制得的可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂在可见光下处理儿茶素浓度
‑
时间变化曲线图；
[0037]图9为本专利技术实施例3制得的可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂在可见光下处理儿茶素浓度
‑
时间变化曲线图；
[0038]图10为本专利技术实施例4制得的可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂在可见光下处理儿茶素浓度
‑
时间变化曲线图；
[0039]图11为本专利技术实施例5制得的可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下过程：将氯化铁水溶液与氯化钴水溶液充分混合，之后再加入生物炭以及碱性溶液进行反应，得到黑色产物；对所述黑色产物通过磁体进行分离，将分离出来的黑色沉淀物进行洗涤、真空干燥，得到磁性生物炭；向五水硝酸铋溶液中加入所述磁性生物炭并分散均匀，得到溶液A；将碱性的溴化钾溶液加入溶液A中进行反应，得到悬浊液；对所述悬浊液进行分离，得到沉淀物，将沉淀物洗涤、干燥，得到所述可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂。2.根据权利要求1所述的一种可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂的制备方法，其特征在于，氯化铁与氯化钴的摩尔比为(0.8
‑
1.2)：(0.4
‑
0.6)；所述生物炭的加入量为每0.8
‑
1.2mmol氯化铁对应加入0.5
‑
2.5g生物炭。3.根据权利要求1所述的一种可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂的制备方法，其特征在于，所述碱性溶液采用氨水、氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液。4.根据权利要求1所述的一种可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂的制备方法，其特征在于，将氯化铁水溶液与氯化钴水溶液充分混合，之后再加入生物炭以及碱性溶液后通过加热回流的方式进行反应，其中，反应温度为80
‑
120℃，反应时间为1
‑
3h。5.根据权利要求1所述的一种可循环自清洁磁性多孔生物炭卤氧铋催化剂的制备方法，其特征在于，黑色...

【专利技术属性】
技术研发人员：施欢贤，陈超，张小飞，谢允东，唐志书，
申请(专利权)人：陕西中医药大学，
类型：发明
国别省市：