【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及催化材料領域，尤其涉及一種超氧催化氧化催化劑及其制備方法。
技術介紹
1、在當今污水處理
內，眾多現有技術手段局限于實現單一功能，諸如僅能夠降解廢水中的有機物，或僅能夠進行消殺處理，去除廢水中的細菌和病毒等微生物。然而，這些單一功能的技術常面臨難以克服的問題，如可能引發二次污染，或處理效率相對較低，難以滿足實際需求。尤其是在處理含有多種污染因子的廢水時，情況更為復雜。例如，廢水可能同時含有有機物、細菌、重金屬等多種污染物，需通過一系列復雜的處理工藝進行綜合處理，以確保廢水達到排放標準。
2、在處理抗生素等難以降解的生物制藥廢水時，當前尚缺乏一種既高效又低成本的處理技術。此類生物制藥廢水通常含有高濃度的有機物和難以分解的化學物質，使得處理過程更加艱難。因此，為了實現廢水的高效無害降解與消殺處理，提升水資源利用率，并確保環境安全，污水處理領域迫切需要一種安全高效、能夠處理特種廢水（如制藥廢水）的降解與消殺處理解決方案。
3、該解決方案需具備多項功能，能夠同時處理多種污染因子，包括有機物、細菌、重金屬等，并能夠有效降解難以分解的化學物質（如抗生素）。此外，該解決方案還需具備較高的處理效率，能夠在較短時間內完成廢水處理，降低處理成本，同時確保處理后的廢水達到環保排放標準，不對環境造成二次污染。
技術實現思路
1、本專利技術技術方案針對現有廢水處理過程中存在過程復雜、二次污染等技術難題，提供一種超氧催化氧化催化劑及其制備方法。
2、本專
3、一、高效降解污水水系中的難降解有機物；
4、二、具備極高的氧化活性，能滅殺水系中的細菌病毒等微生物；
5、三、對環境友好，不會對環境產生二次污染。
6、為實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案。
7、一種超氧催化氧化催化劑的制備方法，
8、所述方法包括：
9、以鈦鹽作為原料，加入氟化試劑和分散溶劑混合為基底混合溶液，調節ph至弱堿性后保溫保壓反應一步合成制得超氧催化氧化催化劑。
10、作為優選，
11、所述鈦鹽為硫酸鈦；
12、所述氟化試劑為氫氟酸；
13、所述分散溶劑為去離子水。
14、作為優選，
15、所述鈦鹽、氟化試劑和分散溶劑按照質量比1：（4.4～4.5）：（17～23）的比例混合。
16、作為優選，
17、所述調節ph至弱堿性過程是以氨水將ph值調節至8～9。
18、作為優選，
19、所述氨水為飽和氨水；
20、所述氨水以基底混合溶液體積計算，每分鐘滴加基底混合溶液7～13?%vol的氨水。
21、作為優選，
22、所述保溫保壓反應過程，是在環境壓強為3～5?mpa、環境溫度為40～50?℃的條件下連續反應2～4?h。
23、作為優選，
24、所述保溫保壓反應結束后，對所得超氧催化氧化催化劑進行干燥處理后進行后熱處理。
25、作為優選，
26、所述后熱處理過程是：
27、將超氧催化氧化催化劑置于保護氣氛中，以2～3?℃/min升溫至550～550?℃后保溫1.5～2.5?h進行結晶相轉變。
28、一種超氧催化氧化催化劑。
29、在本專利技術技術方案中，核心之處在于利用液相一步合成法制備催化劑材料，并且基于催化劑其他結構的協同效果，高效產生具有高活性和強氧化性的羥基自由基和超氧離子，與有機物結合進行快速反應實現污水中難降解有機污染物的快速深度降解，同時損傷細胞壁最終導致廢水中細菌和病毒顆粒失活而實現消殺。
30、在本專利技術技術方案中憑借對合成流程中核心參數，包括ph值、反應溫度與壓力，以及后續熱處理條件的精準調控，確保催化劑展現出卓越的高活性與穩定性。氧化鈦這種材料具有一種相對較寬的禁帶隙特性，這意味著它在受到紫外光的照射時，價帶中的電子能夠吸收光子所提供的能量。這些電子隨后會躍遷到導帶，從而在導帶中產生光生電子，在價帶中產生光生空穴。然而，盡管這種現象在理論上具有一定的光催化潛力，但氧化鈦在實際應用中存在一些限制。具體來說，氧化鈦只有在波長小于387?nm的紫外光照射下，才能表現出較強的光催化活性。因此，在日常可見光的照射下，氧化鈦的光催化活性相對較差，可見光的利用率非常有限。此外，由于光生電子和空穴在氧化鈦中容易發生復合，這種復合過程進一步限制了其作為催化劑的應用范圍和效率。因此，盡管氧化鈦在紫外光下的光催化性能令人期待，但在實際應用中仍需克服這些限制，以充分發揮其潛在的催化能力。為克服氧化鈦在可見光區域催化活性不足的問題，本專利技術首先進行氟化調整氧化鈦的能帶結構，其次，通過優化催化劑的形貌和結構，制備成為納米結構，增加催化劑的比表面積，從而提供更多的活性位點，減少光生電子和空穴的復合幾率，進一步提升催化劑的催化效率。并且，氟化處理的氧化鈦呈現為銳鈦礦相，且顯示出較高的結晶程度，隨著后續熱處理，還觀察到催化劑表面的不規則團簇存在緊密的相互接觸，這種接觸促進了光激發產生的空穴-電子對的有效遷移，有利于提升光催化反應的效率與效能。經過進一步的對比研究，當氧化鈦催化劑制備過程中鈦源不同時，其最終制備的催化材料具備的性質也存在差異，這是由于氧化鈦上的光催化存在多種界面電子的轉移方式，這會對后續熱處理過程中形成的氧空缺和相應的催化活性中心產生影響。在廢水降解過程中，催化劑表層富含的活性位點能夠高效吸附污水內含的有機污染物，進而催化生成羥基自由基與超氧離子。這些高活性物種與有機物發生氧化反應，有效瓦解其化學結構，實現對難以降解有機物的迅速且深度處理。此外，該催化劑還具備破壞細菌與病毒細胞壁的能力，從而實現消毒殺菌的效果。
31、光熱催化協同技術展現了卓越的氧化性能及廣譜高效的細菌病毒殺滅特性。該技術不僅具有廣譜高效性、綠色無污染且安全性高的優點，還能夠迅速分解有機物，實現對廢水的凈化處理，達到了快速降解有機物并高效殺菌的技術目標。最終，氧化產物為二氧化碳和水，剩余的活性氧則轉化為氧氣釋放至空氣中。在本專利技術所提出的方案中，基于納米陣列結構的氧化鈦，實現了光催化與氧協同催化氧化的過程。具體而言，在催化劑材料的表面，能夠催化分解吸附的氧分子，生成氧自由基等活性基團。此類氧自由基展現出極高的活性，其半衰期處于微秒級別，具備卓越的氧化能力和高效的滅菌效能，從而達成了高效降解及殺滅病菌的技術標準。該過程不產生二次污染，亦無殘留物質，確保了周邊環境的安全性。
32、在本專利技術的實施例中，通過優化催化劑的制備工藝，可以進一步提高光熱催化協同技術的性能。例如，通過控制納米陣列結構的氧化鈦的粒徑和形貌，可以有效增加催化劑的比表面積，從而提高其對有機物和細菌的吸附能力。此外，通過引入特定的摻雜元素，可以調節催化劑的電子結構，增強其對光的吸收能力，從而提升光催化效率。在實際應用中，該催化劑可以被制本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種超氧催化氧化催化劑的制備方法，其特征在于，
2.根據權利要求1所述的一種超氧催化氧化催化劑的制備方法，其特征在于，
3.根據權利要求1或2所述的一種超氧催化氧化催化劑的制備方法，其特征在于，
4.根據權利要求1所述的一種超氧催化氧化催化劑的制備方法，其特征在于，
5.根據權利要求4所述的一種超氧催化氧化催化劑的制備方法，其特征在于，
6.根據權利要求1或4或5所述的一種超氧催化氧化催化劑的制備方法，其特征在于，
7.根據權利要求1所述的一種超氧催化氧化催化劑的制備方法，其特征在于，
8.根據權利要求7所述的一種超氧催化氧化催化劑的制備方法，其特征在于，
9.一種由權利要求1至8任一方法所制得的超氧催化氧化催化劑。
【技術特征摘要】
1.一種超氧催化氧化催化劑的制備方法，其特征在于，
2.根據權利要求1所述的一種超氧催化氧化催化劑的制備方法，其特征在于，
3.根據權利要求1或2所述的一種超氧催化氧化催化劑的制備方法，其特征在于，
4.根據權利要求1所述的一種超氧催化氧化催化劑的制備方法，其特征在于，
5.根據權利要求4所述的一種超氧催化氧化催...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃建國，吳進明，胡燈紅，
申請(專利權)人：浙江大學溫州研究院，
類型：發明
國別省市：
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