CN103055901A - 一种高效处理有机污染物卤氧化铋系材料的研制及应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效处理有机污染物卤氧化铋系材料的研制及应用方法,
一种新型的合成成本低廉、无污染、高效率、可利用可见光降解有机污染物的半导体材料，能高效的降解废水污染物，并且完全矿化成二氧化碳和水，不产生二次污染物。在合成工艺和材料体系两方面进行了改进：采用了低温沉淀法合成一系列可见光催化降解材，本体系主要为纳米核壳结构BiOCl-I掺杂半导体材料和片球结构BiOI/BiOBr复合半导体材料。该材料体系可以回收并多次使用，降解效果依旧显著。
该发明可应用到印染废水处理,将材料置于流化床或固定床上进行光照，深度处理去除水中的微量COD和BOD有机污染物质。该材料可广泛应用在电子功能材料、阻燃剂、光学材料、医用复合材料、防辐射材料等方面。
Description
技术领域
本发明涉及一种材料科学领域的应用方法，具体是一种高效处理有机污染物卤氧化铋系材料的研制及应用方法。
背景技术
目前，国内处理印染废水有物化法、化学法、生化法等三大解决方案。其中，物理化学处理法的光催化氧化是利用紫外光线和氧化剂的协同氧化作用分解废水中有机物，使废水净化的方法，它可使多种污染物完全分解而不形成中间体，几乎所有的水中污染物均可通过多相催化过程得到降解，并且具有价廉、安全等优点，因此不少专家认为光催化氧化将成为21 世纪水处理的主导技术之一。
专利号为200410060618.3的发明涉及一种高效的可光降解纳米TiO
2
-聚乙烯复合塑料，将纳米TiO
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粉体用表面改性剂进行表面改性得到改性纳米TiO
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粉体,将改性纳米TiO
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粉体、聚乙烯、聚乙烯腊在双螺杆混炼机上共混挤出含纳米TiO
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的母粒,母粒中TiO
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含量为20-40wt%,聚乙烯含量为0-20wt%,聚乙烯腊的含量为40-80wt%,然后将含纳米TiO
2
的母粒与聚乙烯原料共混,采用双螺杆混炼机混炼制备TiO
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的含量为0.5-5wt%的光降解纳米TiO
2
聚乙烯复合塑料。但TiO2 对太阳光的利用率有限、光催化降解效率不高。尽管TiO2 是现阶段较为成熟的光催化材料，由于其对可见光的利用率有限，限制它了广泛使用性。
本发明的材料具有有效可见光降解有机污染物的优良特性和可重复使用的良好稳定性，拓展了可见光催化氧化废水处理技术在工业上的应用，体现了高效、节能、环保的可持续发展的理念。
发明内容
一种新型的合成成本低廉、无污染、高效率、可利用可见光降解有机污染物的半导体材料，能高效的降解废水污染物，并且完全矿化成二氧化碳和水，不产生二次污染物。该材料体系可以回收并多次使用，降解效果依旧显著。
创新点有两方面：
1 合成工艺的创新：本发明采用了低温沉淀法合成一系列可见光催化降解材料：该工艺简单易行、生产成本低，适合工业化生产。
2 材料体系的创新：本体系主要为1. 纳米核壳结构BiOCl-I 掺杂半导体材
料 2. 片球结构BiOI/BiOBr 复合半导体材料。材料1 中BiOCl 通过掺杂I 离子一使其价带宽化上移，有效降低BiOCl 的禁带宽度并使其形成晶格缺陷增多电子-空穴对的负荷中心，提高其可见光降解污染物的性能。材料2 通过两个不同带隙半导体BiOI和BiOBr 复合，加速光生载流子的分离，扩展光吸收范围，提高光催化活性，极大改善各自半导体的降解污染物能力。降解废水污染物体系属多相催化，对材料形貌比表面积有特殊要求，本体系材料也合成相应的分散性好的纳米核壳结构和片球结构，从宏观上提升了材料与光源、有机污染物的接触面，增大了反应进行的几率。实验事实表明：1. 纳米核壳结构BiOCl-I 掺杂半导体材料在碘钨灯下照射90min 后，对罗丹明的催化降解效率：99.5%。2. 纳米片球结构BiOI/BiOBr 复合半导体材料在在暗室中吸附性能达到80%，在氙灯下照射30min 后降解率达到99.2%。
具体实施方式
以下是对新型材料的实施测试以及应用领域做些说明
卤氧化铋系材料 a. 纳米核壳结构BiOCl-I 掺杂半导体材料在碘钨灯下照射90min 后，对RhB 的催化降解效率：99.5%。b. 片球结构BiOI/BiOBr 复合半导体材料在在暗室中吸附性能达到80%，在氙灯下照射30min 后降解率达到
99.2%。
卤氧化铋系材料能将有机物完全矿化，转化二氧化碳和水，不产生二次污染物。
卤氧化铋系材料可以回收并多次使用，降解效果依旧显著。
研制卤氧化铋系材料具有高效处理有机污染物的能力，并且具有很好的物理化学稳定性，可用在工业废水处理体系中致力于有机物染料的降解。同时，其材料应用领域已拓展到电子功能材料、阻燃剂、光学材料、医用复合材料、防辐射材料等方面。另外，该发明的制备工艺简单，原材料价格低廉，易于在工业废水上推广应用，具有很高的应用价值。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (3)
1.一种有机污染物处理材料--卤氧化铋系材料，其特征是，采用了低温沉淀法合成一系列可见光催化降解材料。
2.根据权利要求1所述的卤氧化铋系材料，其特征是，材料体系，本体系主要为纳米核壳结构BiOCl-I 掺杂半导体材料和片球结构BiOI/BiOBr 复合半导体材料。
3.根据权利要求1所述的卤氧化铋系材料，其特征是，可将材料置于流化床或固定床上进行光照，深度处理去除水中的微量COD 和BOD 有机污染物质。
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| CN2012105427061A CN103055901A (zh) | 2012-12-15 | 2012-12-15 | 一种高效处理有机污染物卤氧化铋系材料的研制及应用方法 |
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2012
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Application publication date: 20130424 |