硒化汞的应用
【技术领域】
[0001]本发明属于环境治理中的光催化技术领域，涉及砸化汞作为一种新型光催化剂在有机染料污染物降解中的应用。
【背景技术】
[0002]随着人口的增加，全世界的印染产业规模不断扩大，该产业排出的大量有机染料污染物，已成为全世界水污染的重要来源。光催化技术可在室温下直接利用太阳光将染料污染物高效地氧化降解，因此通过光催化技术，充分利用太阳光来降解染料污染物是目前环境污染治理的一条有利途径。因紫外光只占太阳光总能量的4%左右，而可见光占46%左右，所以利用太阳能的关键在于利用太阳光中的可见光。因此，可见光响应型的光催化剂在当今环境治理领域具有重要的应用前景。目前，在光催化技术领域应用最广泛的光催化剂是二氧化钛(T12),国内外已有二氧化钛商品出售，如Degussa P25等。
[0003]砸化汞化学式为HgSe，为灰黑色正方晶体粉末，不溶于水。它作为一种半金属材料，用于制造太阳能电池、薄膜晶体管、红外检波器和超声放大器。此外，它还用于制作霍尔效应高灵薄膜和分析试剂。目前，尚未有专利和文献报道将HgSe作为光催化剂用于染料污染物的降解。
[0004]值得说明的是，在此专利申报之前，我们发现其它含汞化合物氧化汞(HgO)、碘化汞(HgI2)也具有在可见光下光催化降解有机染料的活性，并对HgO、HgI2的此光催化应用申请了中国专利保护(申请号:201410745154.3，201410709488.5)。虽然 HgSe 与 HgO、HgI2一样，同属含萊化合物，但本专利相对于HgO、HgI2的光催化应用专利，有两个特点:(1)由光吸收区间可知，HgO, HgI2属于半导体化合物，而HgSe为半金属化合物，半金属化合物用于光催化的应用目前极少有专利涉及；(2)Hg0、HgI2的应用仅限于罗丹明B染料的光催化降解，而此专利中，HgSe的应用涉及罗丹明B、甲基橙两种染料的光催化降解，HgSe的光催化应用范围进一步拓宽。
【发明内容】
[0005]本发明目的在于提供砸化汞在环境治理领域的一种新应用，从而拓宽其应用范围。
[0006]本发明的技术方案为:
[0007]—种砸化汞的应用，砸化汞作为光催化剂降解有机染料污染物，具体应用的步骤为:
[0008](I)在室温(20_25°C )下，用可见光进行照射，以有机染料污染物为底物，以HgSe为光催化剂进行光催化降解；
[0009](2)HgSe光催化剂的活性评价:测定有机染料污染物的降解速率，以其完全降解所需的时间来衡量其活性。
[0010]上述的砸化汞的应用，所述的有机染料污染物为罗丹明B或/和甲基橙。
[0011]上述的砸化汞的应用，所述的可见光的波长大于420nm。
[0012]本发明的有益效果在于:
[0013](I)与现有技术的含汞化合物取0、取12的应用相比，本发明的光催化剂HgSe不仅适用于罗丹明B染料的光催化降解，而且适用于甲基橙染料的光催化降解，因此其应用范围更为宽广。
[0014](2)本发明的HgSe催化活性高，实验结果表明，HgSe的光催化活性明显高于商用二氧化钛P25，从而有效改善了现有光催化剂降解活性低的问题。
[0015](3)本发明的HgSe光催化剂制备方法简单、有利于推广应用。
【附图说明】
[0016]图1本发明实施例制备的HgSe光催化剂的XRD图。
[0017]图2为本发明实施例制备的HgSe光催化剂的UV-Vis DRS谱图。
[0018]图3为本发明实施例制备的HgSe，以及Degussa P25光催化剂降解罗丹明B染料的活性结果图。其中，C。为光催化剂加入前罗丹明B的初始浓度，即4.0mg/L，C为光催化过程中任一时刻下罗丹明B的浓度。
[0019]图4为本发明实施例制备的HgSe，以及Degussa P25光催化剂降解甲基橙染料的活性结果图。其中，C。为光催化剂加入前甲基橙的初始浓度，即4.0mg/L，C为光催化过程中任一时刻下甲基橙的浓度。
【具体实施方式】
[0020]下面是本发明HgSe应用研究的具体实施例，以下实施例旨在进一步详细说明本发明，而非限制本发明。
[0021]实施例
[0022](I)HgSe 的制备:
[0023]将Immol硝酸萊、0.079g砸粉、1mL乙二醇、35mL去离子水在室温下混合，超声30min，然后装入70mL的水热反应釜。将反应釜在110°C下放置20h。然后取出反应釜，在室温下自然干燥。再将反应釜中的沉淀分离出来，在室温下干燥，即得HgSe样品。
[0024](2) HgSe 的表征:
[0025]从图1可见，HgSe样品的晶相与《粉末衍射卡片集》中JCPDS N0.08-0469的HgSe标准晶相完全吻合，说明HgSe样品成功制备。从图2可见，HgSe样品能吸收400_800nm，以及800nm以上范围的光，说明其本质是一种半金属。
[0026](3) HgSe作为光催化剂降解染料污染物的活性评价:
[0027]将所得HgSe样品以罗丹明B、甲基橙为降解底物，进行光催化活性评价，并将其活性结果与二氧化钛商品Degussa P25对比。
[0028]光催化活性测试方案为:将75mg光催化剂置于10mL浓度为4mg/L的罗丹明B或甲基橙水溶液(盛装于500mL的敞口烧杯)中，室温下避光搅拌60min，使染料分子在光催化剂表面达到吸附-脱附平衡。然后打开300W氙灯(PLS-SXE300、北京泊菲莱科技有限公司)，用滤光片滤去波长低于420nm的光，罗丹明B溶液液面位于氙灯正下方，液面与灯管中心之间的距离为14厘米。分别在不同时间点取样，离心分离后取上清液，将上清液稀释得到试样。用紫外分光光度计(TU-1810、北京普析通用仪器有限公司)测定试样在553nm处的吸光度，根据浓度-吸光度标准曲线推算试样的罗丹明B浓度。用紫外分光光度计测定试样在465nm处的吸光度，根据浓度_吸光度标准曲线推算试样的甲基橙浓度。
[0029]由图3可见，HgSe光催化剂在25min以内将罗丹明B完全降解，Degussa P25完全降解需要40min。由图4可见，在SOmin以内的任意时间点，以HgSe为光催化剂降解得到的甲基橙浓度，均低于以Degussa P25为光催化剂降解得到的浓度。因此，无论是降解罗丹明B还是甲基橙，HgSe光催化剂的活性均明显高于P25。
【主权项】
1.一种砸化汞的应用，其特征在于，砸化汞作为光催化剂降解有机染料污染物，具体应用的步骤为: (1)在室温下，用可见光进行照射，以有机染料污染物为底物，以砸化汞为光催化剂进行光催化降解； (2)砸化汞光催化剂的活性评价:测定有机染料污染物的降解速率，以其完全降解所需的时间来衡量其活性。2.根据权利要求1所述的砸化汞的应用，其特征在于:所述的有机染料污染物为罗丹明B或/和甲基橙。3.根据权利要求1或2所述的砸化汞的应用，其特征在于:所述的可见光的波长大于420nmo
【专利摘要】本发明公开了一种硒化汞的应用。在室温下，用可见光进行照射，以有机染料污染物为底物，以硒化汞为光催化剂进行光催化降解。与现有技术的含汞化合物HgO、HgI2的应用相比，本发明的光催化剂HgSe不仅适用于罗丹明B染料的光催化降解，而且适用于甲基橙染料的光催化降解，因此其应用范围更为宽广。本发明的硒化汞的光催化活性明显高于商品二氧化钛Degussa？P25。本发明的硒化汞光催化剂活性高、制备方法简单，有利于推广应用。
【IPC分类】C02F1/30
【公开号】CN105129904
【申请号】CN201510400717
【发明人】汤建庭, 李佳胤, 封朝霞, 兰富军, 滕春霖, 高天明
【申请人】湖南科技大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月9日