本发明涉及一种催化材料,尤其涉及一种复合光催化材料及其制备方法,属于光催化材料。
背景技术:
1、光催化氧化是采用一定波长的激发光源照射具有特殊电子结构的半导体材料制成的光催化剂,材料中的电子吸收光子从价带激发到导带上,而价带上形成空穴,继而产生这些强氧化性的自由基,会与有机污染物发生氧化还原反应,最终将污染物氧化为二氧化碳、水等,从而实现有机污染物的绿色去除。由于光催化氧化技术具有反应条件温和、操作简单、能耗低、无二次污染、能矿化有机物等其他处理技术难以比拟的优点,在有机污染处理中展现出巨大的应用潜力。
2、常用的光催化剂为一些过渡金属氧化物,如tio2、zno、cuo、sno2、feo、fe2o3、mno、coo、nio、bi2o3、wo3、ceo2等。tio2的禁带宽度在3.0-3.2ev左右,以紫外光为激发光源,具有良好的化学稳定性和抗光化学腐蚀性。zno的禁带宽度为3.37ev,主要为紫外光吸收,成本低于tio2。cuo的禁带宽度在1.2-2.17ev左右,对可见光的吸收利用率高,甚至可达红外区域。sno2的禁带宽度在3.6ev左右,以紫外光为激发光源,具有长期稳定性、高氧化电位和化学惰性、耐腐蚀性等优点。feo的禁带宽度在2.4ev左右,可吸收可见光。fe2o3的禁带宽度在2.3ev左右,对可见光具有良好的吸收效应。mno的禁带宽度为3.6ev,以紫外光为激发光源。coo的禁带宽度2.6ev,对可见光具有良好的吸收效应。nio的禁带宽度3.5ev,以紫外光为激发光源。bi2o3的禁带宽度为2.8ev,对可见光具有良好的吸收效应。wo3的禁带宽度在2.5至3.0ev之间,对太阳光响应良好。ceo2的禁带宽度在3.2ev左右,以紫外光为激发光源。
3、但是这些光催化材料多为粉末,在环境中污染物的去除应用时,常存在使用回收困难的问题,规模应用受限。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于提供一种复合光催化材料及其制备方法,以解决现有粉末光催化材料难以回收使用的问题。
2、为达到上述发明目的,本发明采用以下技术方案:
3、本发明实施例提供了一种复合光催化材料,其包括:碱式硫酸镁和光催化剂,所述碱式硫酸镁为5mg(oh)2·mgso4·7h2o的不规则胶结体,所述光催化剂包括tio2、zno、cuo、sno2、feo、fe2o3、mno、coo、nio、bi2o3、wo3、ceo2中的任意一种或两种以上的组合。
4、在一些优选方案中,所述复合光催化材料包括按照质量份数计算的如下组分:50~98份碱式硫酸镁、2~50份光催化剂。
5、本发明实施例还提供了一种复合光催化材料的制备方法,其包括:
6、将光催化剂、有机弱酸与硫酸镁水溶液均匀混合,制成混合浆料;
7、将活性氧化镁和成核剂均匀混合,制成混合粉体;
8、使所述混合粉体、造孔剂与混合浆料混合均匀,之后反应成型,制得所述复合光催化材料。
9、本发明实施例还提供了由前述制备方法制得的复合光催化材料。
10、与现有技术的光催化材料相比,本发明的有益效果至少在于:
11、本发明提供的复合光催化材料成型便捷、机械强度良好、依然保持良好的光催化活性,可以解决现有粉末光催化材料难以回收使用的问题。
1.一种复合光催化材料,其特征在于,包括:碱式硫酸镁和光催化剂,所述碱式硫酸镁为5mg(oh)2·mgso4·7h2o的不规则胶结体,所述光催化剂包括tio2、zno、cuo、sno2、feo、fe2o3、mno、coo、nio、bi2o3、wo3、ceo2中的任意一种或两种以上的组合。
2.根据权利要求1所述的复合光催化材料,其特征在于,所述复合光催化材料包括按照质量份数计算的如下组分:50~98份碱式硫酸镁、2~50份光催化剂;
3.一种复合光催化材料的制备方法,其特征在于,包括:
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于:所述光催化剂包括tio2、zno、cuo、sno2、feo、fe2o3、mno、coo、nio、bi2o3、wo3、ceo2中的任意一种或两种以上的组合。
5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于:所述有机弱酸包括r(cooh)n、hor(cooh)n中的任意一种或两种的组合,其中,r为烃基,n为大于等于1的整数;
6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,包括:使硫酸镁与水混合,制得所述硫酸镁水溶液;优选的,所述混合浆料包括按照质量份数计算的如下组分:0.5~5份有机弱酸、5~25份硫酸镁、5~20份光催化剂和50~89.5份水。
7.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于:所述成核剂包括碱式硫酸镁,所述碱式硫酸镁为5mg(oh)2·mgso4·7h2o的不规则胶结体;和/或,所述成核剂与活性氧化镁的质量比为5~15∶85~95。
8.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于:所述造孔剂包括双氧水、表面活性剂、蛋白液中的任意一种或两种以上的组合;优选的,所述表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、月桂醇硫酸钠、木质素磺酸钠、硬脂酸钙、聚乙烯醇、月桂酰谷氨酸、十八烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的任意一种或两种以上的组合;
9.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于:所述反应成型的温度为室温,时间在24h以上,并陈化2天以上。
10.由权利要求3-9中任一项所述制备方法制得的复合光催化材料。