一种钨酸铋作为光催化剂降解有机磷的方法与流程

文档序号:18303061发布日期:2019-07-31 10:26阅读:239来源:国知局

本发明涉及一种钨酸铋作为光催化剂降解有机磷的方法,属于光催化材料技术领域。



背景技术:

有机磷农药污染是专门用做杀虫剂的有机磷化合物对环境的污染。它们是磷酸酯、焦磷酸酯或硫酯类化合物,具有很强的杀虫、杀菌力,它对人、畜的毒性也很大,能从口、鼻、皮肤等任何部位进入体内而被吸收。主要包括敌敌畏、对硫磷、甲拌磷、内吸磷、乐果、敌百虫、马拉硫磷等。每年全世界有数百万人发生急性有机磷中毒,其中约有30万人口死亡,且大多数发生在发展中国家。

同时在有机磷生产过程,有机磷废水随水流进入江河之中,会对水生浮游植物、甲壳类动物、棘皮动物、鱼类的生长都有抑制作用,也使农村饮用水受到污染,严重破坏生态平衡。虽然有机磷会发生自然降解,但降解速度慢,在其降解之前就已经对生态环境造成严重破坏,因此对人工降解有机磷的研究具有极大的意义。

本发明是以钨酸铋作为光催化剂,加快有机磷的降解速度,大大减少了有机磷对环境的危害。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服传统纳米催化剂tio2需要紫外灯光源,降解规模有限,从而提供一种钨酸铋作为光催化剂降解有机磷的方法,采用在强酸性条件下制备3d鸟巢状钨酸铋纳米材料,在光照下将有机磷降解为无毒的无机产物,该方法降解效率高,可大规模降解,不会造成二次污染,在有机磷降解领域有重大意义。

所述3d鸟巢状钨酸铋是一种可见光响应型半导体光催化材料,能在可见光区域进行光能响应。3d鸟巢状是由钨酸铋的纳米片堆叠而成,直径约为0.8-1.4um,其比表面积约为24.68m2/g,且表面疏松多缝隙,能吸附降解有机磷。

所述有机磷废水是以敌敌畏、久效磷、对硫磷、甲拌磷按照1:1:1:1的体积混合,且纯度均大于96%,其有效成分为硫代磷酸酯类,并用来模拟有机磷废水。

所述钨酸铋纳米材料在有机磷废水的添加量为1g/l。

所述光源为300w氙灯光源,加过滤片滤去λ<420nm的光线,用来模拟可见光,照射时间为40分钟。

所述方法的无机产物为含有po43-的无机盐,以离子形式存在于废水中,对水体不会造成污染。

所述方法是先将有机磷废水倒入不锈钢反应釜中,然后加入钨酸铋纳米材料粉末,置于无光环境下搅拌,待钨酸铋充分吸收有机磷后,打开300w氙气光源照射,逐渐降解有机磷。

所述3d鸟巢状的钨酸铋纳米催化材料的制备流程如下:

(a)将0.5mmol的硝酸铋(bi(no3)).5h2o和0.25mmol钨酸钠分别溶于2ml硝酸(2mol/l)30ml含有一定量氨基乙酸(c2h5no2)的双蒸水中,分别制得钨酸钠和硝酸铋溶液。

(b)将二者混合于200ml的烧杯后得到乳白色悬浊液

(c)将混合液充分搅拌30分钟后,再加入一定量的na2so4,搅拌直至盐完全溶解,将混合液调节至ph=1。

(d)将混合液装入至50ml的聚四氟乙烯反应釜中,放入180℃的高温烘箱中保温24小时。

(e)取出反应釜冷却至室温,并收集反应釜中的固体样本,依次用蒸馏水和无水乙醇洗涤两次,于60℃恒温箱中干燥得固体样本。

与现有技术相比,本发明具有以下优点:

(1)鸟窝状钨酸铋纳米材料是由纳米小片组装而成,能有效抑制电子-空穴对的复合,使电子和空穴对能很快转移到纳米片的表面与有机物反应。

(2)与传统的催化剂tio2相比,具有更小的禁带宽度,能在可见光区域进行光能响应,不需要紫外光源作为辅助光源激发电子-空穴对的产生,能够简化降解过程,同时应用范围更广。

(3)该钨酸铋纳米材料是由纳米片堆叠而成的鸟巢状结构,其表面多缝隙,有利于有机磷附着在其表面,使得降解效率更高。

具体实施方式

下面将结合具体实例说明本发明内容,但不应理解为对本发明的限制。

实例1

鸟巢状钨酸铋纳米材料对敌敌畏的降解作用(学名o,o-二甲基-o-(2,2-二氯乙烯基)磷酸酯,有机磷杀虫剂的一种,分子式c4h7c2o4p)。

(1)将制备好的鸟巢状钨酸铋0.1g和100ml的敌敌畏混合于不锈钢反应釜中,在无光条件下搅拌均匀,使其达到吸附平衡。

(2)打开300w氙灯光源,加过滤片滤去λ<420nm的光线,照射时间为40分钟。

(3)处理前后采用721型分光光度计测量溶液中敌敌畏的含量。

(4)根据敌敌畏吸收峰的变化,测得敌敌畏的降解率达到96.1%

实例2

鸟巢状钨酸铋纳米材料对特普的降解作用(焦磷酸四乙酯简称特普,是一种含磷的有机化合物,此有机化合物已被用作杀虫剂)。

(1)将制备好的鸟巢状钨酸铋0.1g和100ml的特普混合于不锈钢反应釜中,在无光条件下搅拌均匀,使其达到吸附平衡。

(2)打开300w氙灯光源,加过滤片滤去λ<420nm的光线,照射时间为40分钟。

(3)处理前后采用721型分光光度计测量溶液中特普的含量。

(4)根据特普吸收峰的变化,测得特普的降解率达到94%。



技术特征:

技术总结
本发明的目的在于克服传统纳米催化剂TiO2需要紫外灯光源,降解规模有限,从而提供一种钨酸铋作为光催化剂降解有机磷的方法,采用在强酸性条件下制备3D鸟巢状钨酸铋纳米材料,在光照下将有机磷降解为无毒的无机产物,该方法降解效率高,可大规模降解,不会造成二次污染,在有机磷降解领域有重大意义。

技术研发人员:季旭;廖超;徐海洋;韩景阳;王进康;杨昌春
受保护的技术使用者:云南师范大学
技术研发日:2018.01.21
技术公布日:2019.07.30
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