申請日2014.10.24
公開(公告)日2015.04.29
IPC分類號B01J27/224; C02F101/38; C02F1/32
摘要
本發明公開了一種復合光催化劑SiC/CdLa2S4及其制備方法和應用，本發明通過水熱法一步合成復合光催化劑基體物質CdLa2S4，并通過煅燒的方法制備形貌規整的復合光催化劑，該復合光催化劑可以在紫外光照射下催化降解有機染料，特別是偶氮類有機染料的效率高。
權利要求書
1.一種治理廢水污染的復合光催化劑SiC/CdLa2S4，其特 征在于，該復合光催化劑包括SiC和CdLa2S4，基于CdLa2S4重量 計，SiC的重量分數為0.1%～20%。
2.根據權利要求1所述的復合光催化劑，其特征在于，根 據X射線衍射分析，其在衍射角2θ約為18.03°、20.74°、24.72°、 26.50°、27.97°、30.29°、43.91°、52.05°、53.95°、35.65°、41.46°、 59.98°和75.26°處分別存在(111)、(200)、(120)、(121)、(220)、 (300)、(303)、(422)、(501)、(111)、(200)、(220)、(203)晶面 衍射峰。
3.一種制備權利要求1所述的復合光催化劑的方法，其特 征在于，該方法包括以下步驟：
(1)CdLa2S4的制備，包括以下子步驟：
(1-1)將Cd(NO3)2·4H2O、La(NO3)3·6H2O及硫脲置于水中， 在高溫下恒溫反應，制得沉淀物;
(1-2)將步驟(1-1)中制得的沉淀物從反應體系中分離 出來，洗滌、干燥，得CdLa2S4樣品;
(2)復合光催化劑SiC/CdLa2S4的制備，包括以下子步驟：
(2-1)分別稱取步驟(1)中制備的CdLa2S4和SiC進行混 合研磨，將研磨后的混合粉末置于盛有溶劑的容器中;
(2-2)去除溶劑、干燥、煅燒，煅燒后冷卻，得到復合光 催化劑。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟(1) 之后，步驟(2)之前，還包括以下步驟:
(1’)SiC的預處理，該步驟包括以下子步驟：
(1’-1)將SiC粉末在高溫下煅燒，再在HF溶液中浸漬，制 得SiC懸濁液;
(1’-2)將步驟(1’-1)制得的SiC懸濁液進行分離，并對 分離得到的固體洗滌、干燥，制得SiC樣品。
5.根據權利要求3或4所述的方法，其特征在于，步驟(1-1) 中，
Cd(NO3)2·4H2O的摩爾量以其中的Cd元素的摩爾量計， La(NO3)3·6H2O的摩爾量以其中的La元素的摩爾量計，硫脲的摩 爾量以其中的S元素的摩爾量計，使Cd(NO3)2·4H2O的摩爾量、 La(NO3)3·6H2O的摩爾量和硫脲的摩爾量之比為Cd(NO3)2·4H2O: La(NO3)3·6H2O:硫脲=1:(2～3):(4～8);和/或
溫度為100～170℃，優選120～165℃，更優選140～160℃。
6.根據權利要求4或5所述的方法，其特征在于，步驟 (1’-1)中，煅燒溫度為300℃～900℃;和/或氫氟酸溶液的濃 度為0.1%～5%。
7.根據權利要求3至6之一所述的方法，其特征在于，步驟 (2-2)中煅燒溫度為300℃～900℃。
8.根據權利要求1或2所述的復合光催化劑或根據權利要 求3至7之一所述的方法制備的復合光催化劑在治理有機染料污 水，特別是偶氮類染料污水方面的應用。
說明書
一種治理廢水污染的復合光催化劑及其制備與應用
技術領域
本發明屬于光催化領域，涉及一種復合光催化劑及其制備 與應用，特別涉及治理廢水污染的復合光催化劑SiC/CdLa2S4及其制備與應用。
背景技術
近年來，隨著工業生產的快速發展，環境污染問題一直受 到人們的普遍關注。隨著治理工業污染技術的不斷提高，光催 化技術，即利用太陽能對污染物進行光催化降解技術在環境治 理方面的研究越來越深入。
研究光催化劑的另一條思路是尋找新型光催化劑。目前， 對可用于光催化的半導體化合物的開發不再是尋找自然界中存 在的半導體化合物，而是趨向于人工合成半導體化合物，如 CdLa2S4等，然而，單純以該化合物作為光催化劑的光催化效率 不高。
因此，亟需開發一種既有良好的光催化降低有機染污物效 果的光催化劑。
發明內容
為了解決上述問題，本發明人進行了銳意研究，結果發現： 以Cd(NO3)2·4H2O、La(NO3)3·6H2O和硫脲作為起始反應原料， 通過水熱法一步反應制備CdLa2S4，對制得的產物經簡單處理 后，再將碳化硅(SiC)與處理后的CdLa2S4粉末混合均勻，充 分研磨，并在高溫下煅燒，制得復合光催化劑，該制得的復合 光催化劑既可以在光照條件下催化降解水中的有機染料污染 物，特別是偶氮類有機染料。
本發明的目的在于提供以下方面：
第一方面，一種復合光催化劑SiC/CdLa2S4，其特征在于， 該復合光催化劑包括SiC和CdLa2S4，其中，基于CdLa2S4的重量 計，SiC的重量分數為0.1%～20%;
其X射線衍射光譜(XRD)在衍射角2θ約為18.03°、20.74°、 24.72°、26.50°、27.97°、30.29°、43.91°、52.05°、53.95°、35.65°、 41.46°、59.98°和75.26°處分別存在(111)、(200)、(120)、(121)、 (220)、(300)、(303)、(422)、(501)、(111)、(200)、(220)、(203) 晶面衍射峰。
第二方面，本發明提供一種制備上述復合光催化劑的方法， 該方法包括以下步驟：
(1)CdLa2S4的制備，包括以下子步驟：
(1-1)將Cd(NO3)2·4H2O、La(NO3)3·6H2O及硫脲置于水中， 在高溫下恒溫反應，制得沉淀物;
(1-2)將步驟(1-1)中制得的沉淀物從反應體系中分離 出來，洗滌、干燥，得CdLa2S4樣品;
(2)復合光催化劑SiC/CdLa2S4的制備，包括以下子步驟：
(2-1)分別稱取步驟(1)中制備的CdLa2S4和SiC進行混 合研磨，將研磨后的混合粉末置于盛有溶劑的容器中;
(2-2)去除溶劑、干燥，再在高溫下煅燒，煅燒后冷卻， 得到復合光催化劑。
第三方面，本發明還提供上述復合光催化劑在治理污水， 特別是染料污水方面的應用，其中，所述染料優選為偶氮類染 料。
