公布日：2024.12.27
申请日：2024.11.25
分类号：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
本发明涉及水处理技术领域，具体为一种工业含油废水的光催化处理方法，向工业含油废水中加入双重核壳结构光催化剂后持续提供光照进行光催化处理；所述双重核壳结构光催化剂以双金属硫化物为核体；以二氧化钛为中间壳层；以钙钛矿型氧化物为外壳层，本发明提供的光催化处理方法对于工业含油废水具有极好的处理效果，可以被广泛推广应用。
权利要求书
1.一种工业含油废水的光催化处理方法，其特征在于，向工业含油废水中加入双重核壳结构光催化剂后持续提供光照进行光催化处理；所述双重核壳结构光催化剂以双金属硫化物为核体；以二氧化钛为中间壳层；以钙钛矿型氧化物为外壳层；所述双金属硫化物为MCo2S4；其中，M为Fe、Ni、Cu、Zn中的任意一种；所述钙钛矿型氧化物的结构式如下：Bi0.5Na0.5Ti1-x(Zr0.5Ce0.5)xO3；其中，0＜x≤0.1。
2.如权利要求1所述的工业含油废水的光催化处理方法，其特征在于，所述双金属硫化物经过碳材料改性。
3.如权利要求2所述的工业含油废水的光催化处理方法，其特征在于，所述碳材料为碳纳米管和/或纳米石墨烯。
4.如权利要求3所述的工业含油废水的光催化处理方法，其特征在于，0.04≤x≤0.06。
5.如权利要求2-4中任一项所述的工业含油废水的光催化处理方法，其特征在于，所述双重核壳结构光催化剂的制备方法如下：将水溶性钴盐、水溶性M盐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，密封升温至160-180℃水热反应5-10h，收集产物用去离子水和无水乙醇洗涤并干燥，随后在350-450℃保温退火1-5h即可得到核体，再利用溶液凝胶法分别制备二氧化钛前驱体浸渍液和钙钛矿型氧化物前驱体浸渍液，将核体依次于二氧化钛前驱体浸渍液和钙钛矿型氧化物前驱体浸渍液中浸渍并干燥后热处理即可。
6.如权利要求5所述的工业含油废水的光催化处理方法，其特征在于，热处理温度为550-650℃。
7.如权利要求1所述的工业含油废水的光催化处理方法，其特征在于，双重核壳结构光催化剂的用量为0.1-1g/L。
发明内容
发明目的：针对上述技术问题，本发明提出了一种工业含油废水的光催化处理方法。
所采用的技术方案如下：
一种工业含油废水的光催化处理方法：
向工业含油废水中加入双重核壳结构光催化剂后持续提供光照进行光催化处理；
所述双重核壳结构光催化剂以双金属硫化物为核体；
以二氧化钛为中间壳层；
以钙钛矿型氧化物为外壳层。
进一步地，所述双金属硫化物为MCo2S4，其中M为过渡金属元素。
进一步地，M为Fe、Ni、Cu、Zn中的任意一种。
进一步地，所述双金属硫化物经过碳材料改性。
更进一步地，碳材料用量为所述双金属硫化物质量的1-50%。
进一步地，所述碳材料为碳纳米管和/或纳米石墨烯。
进一步地，所述钙钛矿型氧化物的结构式如下：
Bi0.5Na0.5Ti1-x(Zr0.5Ce0.5)xO3；
其中，0＜x≤0.1。
进一步地，0.04≤x≤0.06。
x可以为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，以上列举仅是便于理解，并不对本发明技术方案作为限制。
进一步地，所述双重核壳结构光催化剂的制备方法如下：
将水溶性钴盐、水溶性M盐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，密封升温至160-180℃水热反应5-10h，收集产物用去离子水和无水乙醇洗涤并干燥，随后在350-450℃保温退火1-5h即可得到核体，再利用溶液凝胶法分别制备二氧化钛前驱体浸渍液和钙钛矿型氧化物前驱体浸渍液，将核体依次于二氧化钛前驱体浸渍液和钙钛矿型氧化物前驱体浸渍液中浸渍并干燥后热处理即可。
进一步地，热处理温度为550-650℃。
进一步地，双重核壳结构光催化剂的用量为0.1-1g/L。
双重核壳结构光催化剂的用量为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，以上列举仅是便于理解，并不对本发明技术方案作为限制。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种工业含油废水的光催化处理方法，本申请中双重核壳结构光催化剂的核体与壳体之间、壳体与壳体之间具有三维接触，可最大限度地增加异质结的界面接触面积，抑制光生电子-空穴对的复合，有助于提高电荷传输与分离效率，使其具有高的光催化活性和对工业含油废水的优异处理效果；
碳材料改性双金属硫化物可以提高双金属硫化物的导电性，有效减少电子传输的阻力，改善电子在核体中的迁移速率，从而增强光催化反应的效率；
钙钛矿型氧化物拥有八面体为载流子提供的运输通道，且层间可以容纳大量的有机和无机物，所以在光催化方面具有广泛应用前景，本申请以钙钛矿型氧化物作为外壳层，极大的接触面积可以使其与工业含油废水充分的接触反应，采用复合离子对其进行掺杂，利于氧空位的形成，而氧空位是界面载流子的来源，对提高催化剂的光催化活性起到了促进作用；
本申请中采用溶胶凝胶法制备双重核壳结构可以获得连接较强的核壳、壳壳结构，所构筑材料的各部分之间相互作用力较强，界面接触较为稳定，且可以通过改变浸渍参数调节壳层厚度，经过测试，本发明提供的光催化处理方法对于工业含油废水具有极好的处理效果，可以被广泛推广应用。
（发明人：李荣;吴海雁;夏春武;金港星;王玉梅）