本發明涉及環境污染控制新材料的開發,尤其涉及一種核殼型氧化鎳/鎳光催化劑的制備方法。
背景技術:
在生活污水、食品加工和造紙等工業廢水中,含有碳水化合物、蛋白質、油脂、木質素等有機物質。這些物質以懸浮或溶解狀態存在于污水中,可通過微生物的生物化學作用而分解。在其分解過程中需要消耗氧氣,因而被稱為耗氧污染物。這種污染物可造成水中溶解氧減少,影響魚類和其他水生生物的生長。水中溶解氧耗盡后,有機物進行厭氧分解,產生硫化氫、氨和硫醇等難聞氣味,使水質惡化。
隨著生產的發展,來自工農業生產中產生的毒害有機污染物嚴重威脅著環境和人類的健康,尋求一種新型高效的環境治理技術具有重要的意義。光催化技術因其節能、高效、污染物降解徹底、無二次污染優點,目前已成為一種具有重要應用前景的新興環境治理技術。近年來,新型高效的可見光光催化劑的研制成為光催化技術中的一個重要研究內容。
過渡金屬氧化物大多具有優良的電學和光學特性,也具有優異的催化性能。納米氧化鎳是一種重要的功能材料,由于尺寸與形貌的獨特性,其在涂飾、催化、電容電極、光吸收、氣敏傳感等工業領域中都有著重要的應用。根據對納米材料的形貌與尺寸的不同要求,人們采用各種方法制備出了氧化鎳的納米顆粒、納米棒、納米線、納米纖維、納米片。但納米材料在使用的過程中有其固有的缺點即:易團聚,穩定性差,因此需要將其負載于載體表面以獲得最佳的使用效果。核殼型氧化鎳有其特別之處,在鎳和氧化鎳相互協同作用下,可以提高氧化鎳的活性。
技術實現要素:
本發明的目的是為克服現有技術中氧化鎳結構單一的不足,提供一種核殼型氧化鎳/鎳光催化劑的制備方法。
本發明采用的技術方案是依次包括如下步驟:
將1~4g十六烷基三甲基溴化銨溶解到20ml甲苯中,加入4~5g過80~100目篩的氧化鎳粉末,超聲分散20~100min,加入5~20ml水,在400~600轉/分鐘的轉速下加入0.5~1g硼氫化鈉,繼續攪拌4~8min,沉淀分離,得到一種核殼型氧化鎳/鎳光催化劑。
本發明的優點是:氧化鎳既作為制備鎳單質的前驅體又作為載體提供支撐納米顆粒成核、生長的活性位功能,表面活性劑控制納米顆粒的生長作為模板功能,向含有支撐-模板雙功能微觀反應環境的混合物中加入還原劑,在其表面部分還原,制得內核為氧化鎳表面是鎳的核殼型催化劑,同時氧化鎳/鎳之間有協同作用,能更好的促進催化作用。
具體實施方式
以下進一步提供本發明的3個實施例:
實施例1
將4g十六烷基三甲基溴化銨溶解到20ml甲苯中,加入5g過100目篩的氧化鎳粉末,超聲分散100min,加入20ml水,在600轉/分鐘的轉速下加入1g硼氫化鈉,繼續攪拌8min,沉淀分離,得到一種核殼型氧化鎳/鎳光催化劑。
將制得的核殼型氧化鎳/鎳光催化劑用于處理含酸性大紅廢水:將得到的核殼型氧化鎳/鎳光催化劑置于待處理50ml濃度為20mg/l的含酸性大紅廢水中,在300w金鹵燈照射下,反應120min,脫色率為92.9%。
實施例2
將1g十六烷基三甲基溴化銨溶解到20ml甲苯中,加入4g過80目篩的氧化鎳粉末,超聲分散20min,加入5ml水,在400轉/分鐘的轉速下加入0.5g硼氫化鈉,繼續攪拌4min,沉淀分離,得到一種核殼型氧化鎳/鎳光催化劑。
將制得的核殼型氧化鎳/鎳光催化劑用于處理含亞甲基藍廢水:將得到的核殼型氧化鎳/鎳光催化劑置于待處理50ml濃度為20mg/l的含亞甲基藍廢水中,在300w金鹵燈照射下,反應120min,脫色率為94.3%。
實施例3
將3g十六烷基三甲基溴化銨溶解到20ml甲苯中,加入5g過80目篩的氧化鎳粉末,超聲分散80min,加入10ml水,在600轉/分鐘的轉速下加入0.6g硼氫化鈉,繼續攪拌8min,沉淀分離,得到一種核殼型氧化鎳/鎳光催化劑。
將制得的核殼型氧化鎳/鎳光催化劑用于處理含羅丹明b廢水:將得到的核殼型氧化鎳/鎳光催化劑置于待處理50ml濃度為20mg/l的含羅丹明b廢水中,在300w金鹵燈照射下,反應120min,脫色率為96.9%。