公布日：2024.12.27
申請日：2024.11.25
分類號：C02F1/30(2023.01)I;C02F1/40(2023.01)I;B01J27/043(2006.01)I;B01J21/06(2006.01)I;B01J23/18(2006.01)I;B01J35/39(2024.01)I;B01J35/53(2024.01)I;B01J37/
03(2006.01)I;B01J37/02(2006.01)I
摘要
本發明涉及水處理技術領域，具體為一種工業含油廢水的光催化處理方法，向工業含油廢水中加入雙重核殼結構光催化劑后持續提供光照進行光催化處理；所述雙重核殼結構光催化劑以雙金屬硫化物為核體；以二氧化鈦為中間殼層；以鈣鈦礦型氧化物為外殼層，本發明提供的光催化處理方法對于工業含油廢水具有極好的處理效果，可以被廣泛推廣應用。
權利要求書
1.一種工業含油廢水的光催化處理方法，其特征在于，向工業含油廢水中加入雙重核殼結構光催化劑后持續提供光照進行光催化處理；所述雙重核殼結構光催化劑以雙金屬硫化物為核體；以二氧化鈦為中間殼層；以鈣鈦礦型氧化物為外殼層；所述雙金屬硫化物為MCo2S4；其中，M為Fe、Ni、Cu、Zn中的任意一種；所述鈣鈦礦型氧化物的結構式如下：Bi0.5Na0.5Ti1-x(Zr0.5Ce0.5)xO3；其中，0＜x≤0.1。
2.如權利要求1所述的工業含油廢水的光催化處理方法，其特征在于，所述雙金屬硫化物經過碳材料改性。
3.如權利要求2所述的工業含油廢水的光催化處理方法，其特征在于，所述碳材料為碳納米管和/或納米石墨烯。
4.如權利要求3所述的工業含油廢水的光催化處理方法，其特征在于，0.04≤x≤0.06。
5.如權利要求2-4中任一項所述的工業含油廢水的光催化處理方法，其特征在于，所述雙重核殼結構光催化劑的制備方法如下：將水溶性鈷鹽、水溶性M鹽和硫代乙酰胺溶解于N-甲基吡咯烷酮/水混合溶液中，再加入碳材料，密封升溫至160-180℃水熱反應5-10h，收集產物用去離子水和無水乙醇洗滌并干燥，隨后在350-450℃保溫退火1-5h即可得到核體，再利用溶液凝膠法分別制備二氧化鈦前驅體浸漬液和鈣鈦礦型氧化物前驅體浸漬液，將核體依次于二氧化鈦前驅體浸漬液和鈣鈦礦型氧化物前驅體浸漬液中浸漬并干燥后熱處理即可。
6.如權利要求5所述的工業含油廢水的光催化處理方法，其特征在于，熱處理溫度為550-650℃。
7.如權利要求1所述的工業含油廢水的光催化處理方法，其特征在于，雙重核殼結構光催化劑的用量為0.1-1g/L。
發明內容
發明目的：針對上述技術問題，本發明提出了一種工業含油廢水的光催化處理方法。
所采用的技術方案如下：
一種工業含油廢水的光催化處理方法：
向工業含油廢水中加入雙重核殼結構光催化劑后持續提供光照進行光催化處理；
所述雙重核殼結構光催化劑以雙金屬硫化物為核體；
以二氧化鈦為中間殼層；
以鈣鈦礦型氧化物為外殼層。
進一步地，所述雙金屬硫化物為MCo2S4，其中M為過渡金屬元素。
進一步地，M為Fe、Ni、Cu、Zn中的任意一種。
進一步地，所述雙金屬硫化物經過碳材料改性。
更進一步地，碳材料用量為所述雙金屬硫化物質量的1-50%。
進一步地，所述碳材料為碳納米管和/或納米石墨烯。
進一步地，所述鈣鈦礦型氧化物的結構式如下：
Bi0.5Na0.5Ti1-x(Zr0.5Ce0.5)xO3；
其中，0＜x≤0.1。
進一步地，0.04≤x≤0.06。
x可以為0.04、0.041、0.042、0.043、0.044、0.045、0.046、0.047、0.048、0.049、0.05、0.051、0.052、0.053、0.054、0.055、0.056、0.057、0.058、0.059、0.06，以上列舉僅是便于理解，并不對本發明技術方案作為限制。
進一步地，所述雙重核殼結構光催化劑的制備方法如下：
將水溶性鈷鹽、水溶性M鹽和硫代乙酰胺溶解于N-甲基吡咯烷酮/水混合溶液中，再加入碳材料，密封升溫至160-180℃水熱反應5-10h，收集產物用去離子水和無水乙醇洗滌并干燥，隨后在350-450℃保溫退火1-5h即可得到核體，再利用溶液凝膠法分別制備二氧化鈦前驅體浸漬液和鈣鈦礦型氧化物前驅體浸漬液，將核體依次于二氧化鈦前驅體浸漬液和鈣鈦礦型氧化物前驅體浸漬液中浸漬并干燥后熱處理即可。
進一步地，熱處理溫度為550-650℃。
進一步地，雙重核殼結構光催化劑的用量為0.1-1g/L。
雙重核殼結構光催化劑的用量為0.1g/L、0.2g/L、0.3g/L、0.4g/L、0.5g/L、0.6g/L、0.7g/L、0.8g/L、0.9g/L、1g/L，以上列舉僅是便于理解，并不對本發明技術方案作為限制。
本發明的有益效果：
本發明提供了一種工業含油廢水的光催化處理方法，本申請中雙重核殼結構光催化劑的核體與殼體之間、殼體與殼體之間具有三維接觸，可最大限度地增加異質結的界面接觸面積，抑制光生電子-空穴對的復合，有助于提高電荷傳輸與分離效率，使其具有高的光催化活性和對工業含油廢水的優異處理效果；
碳材料改性雙金屬硫化物可以提高雙金屬硫化物的導電性，有效減少電子傳輸的阻力，改善電子在核體中的遷移速率，從而增強光催化反應的效率；
鈣鈦礦型氧化物擁有八面體為載流子提供的運輸通道，且層間可以容納大量的有機和無機物，所以在光催化方面具有廣泛應用前景，本申請以鈣鈦礦型氧化物作為外殼層，極大的接觸面積可以使其與工業含油廢水充分的接觸反應，采用復合離子對其進行摻雜，利于氧空位的形成，而氧空位是界面載流子的來源，對提高催化劑的光催化活性起到了促進作用；
本申請中采用溶膠凝膠法制備雙重核殼結構可以獲得連接較強的核殼、殼殼結構，所構筑材料的各部分之間相互作用力較強，界面接觸較為穩定，且可以通過改變浸漬參數調節殼層厚度，經過測試，本發明提供的光催化處理方法對于工業含油廢水具有極好的處理效果，可以被廣泛推廣應用。
（發明人：李榮;吳海雁;夏春武;金港星;王玉梅）
