一种近常温热敏催化剂及其制备方法
阅读说明：本技术 一种近常温热敏催化剂及其制备方法 (Near-normal-temperature thermosensitive catalyst and preparation method thereof ) 是由 丁凤 于 2020-12-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种近常温热敏催化剂及其制备方法,该催化剂的原料包括硝酸铋、硝酸银、氯化亚铁和单质硫,该制备方法包括以下步骤：制备载体BiOCl；制备载体BiOCl/Ag-3PO-4；制备BiOCl/Ag-3PO-4/FeS-2；本发明制备的热敏催化剂具有廉价、简单可操作和高效降解有机废水的优良降解效果,该催化剂对亚甲基蓝去除率达到99.2％。(The invention discloses a near normal temperature heat-sensitive catalyst and a preparation method thereof, wherein the raw materials of the catalyst comprise bismuth nitrate, silver nitrate, ferrous chloride and elemental sulfur, and the preparation method comprises the following steps: preparing a carrier BiOCl; preparation of the Carrier BiOCl/Ag 3 PO 4 (ii) a Preparation of BiOCl/Ag 3 PO 4 /FeS 2 (ii) a The thermosensitive catalyst prepared by the invention has the advantages of low price, simple operation and excellent degradation effect of efficiently degrading organic wastewater, and the removal rate of the catalyst to methylene blue reaches 99.2%.)
技术领域
本发明涉及金属盐及其复合物和有机废水降解技术领域，具体为一种近常温热敏催化剂及其制备方法。
背景技术
我国每年生产染料十几万吨，分为11大类，即硫化、酸性、碱性、还原、活性、分散、直接、中性、冰染及阳离子等。此外还生产十万余吨有机颜料、助剂和中间体,品种达550余种，废水量1.57×108m3/a，废水处理率仅约22.5％。
染料废水中的有机组分大多以芳烃及杂环化合物为母体，并带有显色以及极性基团。废水中还含有较多的原料和副产品，如苯胺、酚类以及无机盐等。染料废水水质水量变化范围大、组分复杂、浓度高、色泽深等特点使得染料废水处理难度加大。总的来说，有机废水处理主要有以下难度：COD高，难以降解；废水COD高，BOD/COD较低，一般在0.2～0.4之间，即可生化又不易生化。
常用于处理有机废水的方法有：光降解、物理降解、电化学降解和生物降解等方法，但仍存在降解率低、操作复杂、价格昂贵等诸多缺点。本方法制备的热敏催化剂高效且价格低廉，以减小染料废水造成的污染，从而减轻环境污染、缓解环境矛盾。
发明内容
本发明的目的在于提供一种近常温热敏催化剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种近常温热敏催化剂,该催化剂的原料包括硝酸铋、硝酸银、氯化亚铁和单质硫。
优选的，其制备方法包括以下步骤：
步骤一、制备载体BiOCl：
将1～1.2mol硝酸铋溶解于去离子水中并不停搅拌，然后向其中加入2～2.4mol硫化钠，混合均匀，调节溶液的pH值为7.0～7.5，搅拌和超声处理，随后保持温度80℃，加热回流，待溶液冷却后洗涤、干燥2遍；
步骤二、制备载体BiOCl/Ag3PO4：
在步骤一得到的溶液中加入1～1.2mol硝酸银，并不停的搅拌使其溶解再逐滴加入1～1.3mol磷酸氢二钠溶液，得到沉淀；将沉淀在一定温度下保持数小时，待冷却后用超纯水和乙醇各清洗3次；
步骤三、制备BiOCl/Ag3PO4/FeS2：
步骤二得到的溶液中依次加入5.6～6.1mol氯化亚铁和2.2～2.5mol单质硫，用氨水调节反应液的pH值为7.0～7.2，水热反应，待冷却后用去离子水和乙醇各清洗3遍，然后在干燥处理，得到BiOCl/Ag3PO4/FeS2粉末。
优选的，所述步骤一中用0.1mol/L盐酸调节溶液的pH值为7.0～7.5。
优选的，所述步骤一中搅拌和超声3～4h，随后保持温度80～90℃，加热回流10～12h。
优选的，所述步骤二中将沉淀在120～140℃下保持3～4h。
优选的，所述步骤三中采用0.1mol/L的氨水调节反应液的pH值为7.0～7.2。
优选的，所述步骤三中的水热反应为在130～145℃下水热反应12～15h。
优选的，所述步骤三中干燥处理为：在50～60℃下干燥10～12h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备的热敏催化剂具有廉价、简单可操作和高效降解有机废水的优良降解效果，该催化剂对亚甲基蓝去除率达到99.2％。
附图说明
图1为本发明合成路线图；
图2为本发明内部结构示意图；
图3为本发明实施例降解曲线图；
图4为本发明实施例降解曲线图；
图5为本发明实施例降解曲线图；
图6为本发明实施例降解曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供如下技术方案：一种近常温热敏催化剂,该催化剂的原料包括硝酸铋、硝酸银、氯化亚铁和单质硫。
本发明的制备方法包括以下步骤：
步骤一、制备载体BiOCl：
将1～1.2mol硝酸铋溶解于去离子水中并不停搅拌，然后向其中加入2～2.4mol硫化钠，混合均匀，调节溶液的pH值为7.0～7.5，搅拌和超声处理，随后保持温度80℃，加热回流，待溶液冷却后洗涤、干燥2遍；
步骤二、制备载体BiOCl/Ag3PO4：
在步骤一得到的溶液中加入1～1.2mol硝酸银，并不停的搅拌使其溶解再逐滴加入1～1.3mol磷酸氢二钠溶液，得到沉淀；将沉淀在一定温度下保持数小时，待冷却后用超纯水和乙醇各清洗3次；
步骤三、制备BiOCl/Ag3PO4/FeS2：
步骤二得到的溶液中依次加入5.6～6.1mol氯化亚铁和2.2～2.5mol单质硫，用氨水调节反应液的pH值为7.0～7.2，水热反应，待冷却后用去离子水和乙醇各清洗3遍，然后在干燥处理，得到BiOCl/Ag3PO4/FeS2粉末。
实施例1：
按配方依次称取将初始反应物1mol硝酸铋于去离子水中并不停搅拌，然后加入5滴0.1mol/L盐酸调节混合溶液的pH值为7.0，搅拌和超声4h，加热回流12h。然后在溶液中加入1mol硝酸银于中并不停的搅拌使其溶解，随后再逐滴的加入1mol磷酸氢二钠溶液，得到BiOCl/Ag3PO4，把沉淀转移到聚四氟乙烯的水热反应釜中，在140℃下保持数小时。再次，向溶液中依次加入1.1mol氯化亚铁和1.1mol单质硫，再加入用0.1mol/L的氨水3滴调节溶液的pH值为7.0，在130℃下水热反应12小时，待冷却后用去离子水和乙醇各清洗3遍，然后在60℃下干燥10h，得到BiOCl/Ag3PO4/FeS2粉末。
实施例2
按配方依次称取将初始反应物1.1mol硝酸铋于去离子水中并不停搅拌，然后加入4滴0.1mol/L盐酸调节混合溶液的pH值为7.2，搅拌和超声3h，加热回流12h。然后在溶液中加入1.1mol硝酸银于中并不停的搅拌使其溶解，随后再逐滴的加入1.1mol磷酸氢二钠溶液，得到BiOCl/Ag3PO4，把沉淀转移到聚四氟乙烯的水热反应釜中，在140℃下保持数小时。再次，向溶液中依次加入1.1mol氯化亚铁和1.1mol单质硫，再加入用0.1mol/L的氨水3滴调节溶液的pH值为7.2，在120℃下水热反应12小时，待冷却后用去离子水和乙醇各清洗3遍，然后在60℃下干燥10h，得到BiOCl/Ag3PO4/FeS2粉末。
实施例3
在遮光条件下，控制反应温度30℃，取实施例1中制备得到的BiOCl/Ag3PO4/FeS2粉末10mg降解浓度为30mg/L的亚甲基蓝溶液，保持转速10转/min，进行吸附实验，待吸光度不变后再进行降解实验，在上述条件下降解12min，降解率达到95.2％，降解曲线如图3。
实施例4
在遮光条件下，控制反应温度35℃，取实施例1中制备得到的BiOCl/Ag3PO4/FeS2粉末8mg降解浓度为35mg/L的亚甲基蓝溶液，保持转速10转/min，进行吸附实验，待吸光度不变后再进行降解实验，在上述条件下降解12min，降解率达到99.0％，降解曲线如图4。
实施例5
在遮光条件下，控制反应温度30℃，取实施例2中的制备得到的BiOCl/Ag3PO4/FeS2粉末10mg降解浓度为30mg/L的甲基橙溶液，保持转速10转/min，进行吸附实验，待吸光度不变后再进行降解实验，在上述条件下降解12min，降解率达到98.6％，降解曲线如图5。
实施例6
在遮光条件下，控制反应温度30℃，取实施例2中制备得到的BiOCl/Ag3PO4/FeS2粉末10mg降解浓度为40mg/L的甲基蓝和甲基橙溶液，保持转速10转/min，进行吸附实验，待吸光度不变后再进行降解实验，在上述条件下降解12min，降解率达到99.6％，降解曲线如图6。
实施例7
把实施例1重复使用3遍的催化剂进行循环利用实验。首先按照实施例1中的步骤进行操作，然后把降解后的催化剂过滤收集，依次用酒精和丙酮清洗3次，在40℃下干燥。然后在相同条件下再次重复上述步骤2遍，降解完成后降解率达到95.5％，说明本专利制备的热敏催化剂的稳定性好，有利于重复利用。
实施例8
把实施例2重复使用3遍的催化剂进行循环利用实验。首先按照实施例1中的步骤进行操作，然后把降解后的催化剂过滤收集，依次用酒精和丙酮清洗3次，在40℃下干燥。然后在相同条件下再次重复上述步骤2遍，降解完成后降解率达到93.2％，说明本专利制备的热敏催化剂的稳定性好，有利于重复利用。
综上所述，本发明制备的热敏催化剂具有廉价、简单可操作和高效降解有机废水的优良降解效果，该催化剂对亚甲基蓝去除率达到99.2％。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。