[發明專利]持續長效、不需雙氧水的Fenton試劑的制備方法

有效

• 申請號: 200710053026.2
• 申請日: 2007-08-24
• 公開（公告）號: CN101139130A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 李家麟;余穎
• 申請（專利權）人: 華中師范大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/30
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 張安國

技術領域

本發明涉及光催化氧化技術，特別涉及一種不加雙氧水的持續長效的Fenton試劑的制備方法，其方法是用可見光照射的氧化亞銅-亞鐵離子體系制備Fenton試劑，該技術在有機污染物的降解、殺菌、殺藻等方面有著廣闊的應用。

背景技術

光氧化技術主要利用強氧化劑產生具有強氧化能力的氫氧自由基(·OH)來徹底礦化有機污染物或殺滅細菌、藻類，屬于高級氧化技術。過氧化氫(H₂O₂)與Fe²⁺一起構成的Fenton試劑(H₂O₂+Fe²⁺)就是光氧化技術中的一種。Esplugas.S(Water?Res.2002，36(4)，1034)小組的研究表明在高級氧化技術如O₃、O₃/H₂O₂、UV、UV/O₃、UV/H₂O₂、O₃/UV/H₂O₂和電化學過程等降解苯酚的過程中，Fent?on試劑是最快的。除了廢水處理之外，它還可用于廢渣、沉淀、土壤的純化、生物活性污泥的脫水等，也可用于化工制備。但是，H₂O₂價格昂貴，而且由于在反應過程中，中間產物會與氫氧自由基發生自消耗反應，最終導致H₂O₂利用率不高，需要快速補充，使使用成本很快提高。雖然，人們也嘗試將Fenton試劑與紫外光(UV)結合起來，但是它使光Fenton反應仍需要加入H₂O₂，而且紫外光的使用一方面增加了設備成本，另一方面由于UV光輻射也可能對人體健康帶來影響。因此，用可見光或太陽光來取代UV光將更符合未來的發展趨勢。

多相光催化技術是一種將光轉變為化學能的過程。其中，TiO₂是一種研究得最多的光催化劑，但其只能在UV光下工作，雖然人們采用了摻雜、復合、移植金屬等方法來使其吸收光波長紅移，但最終效果并不是很明顯。半導體氧化亞銅(Cu₂O)的直接禁帶寬度約為2.0eV，完全可在可見光的輻射下產生電子和空穴，在制氫、超導、太陽能電池和電極材料方面有重要應用。它也被用于可見光降解有機污染物(Appl.Cata.A：Gen.2006，299，292)。有報道將Cu⁺沉積在沸石表面在可見光照射下將NOx分解為N₂和O₂(Appl.Surf.Sci.2001，174，177)。在Cu₂O的多相光催化研究中我們發現：作為半導體材料，Cu₂O的價帶電位與導帶電位與二氧化鈦存在很大的區別，我們認為其工作原理與二氧化鈦必須有很大區別。這也促使我們進一步思考將光催化技術與光氧化技術結合起來，充分利用可見光特別是太陽光來實現Cu₂O的光催化氧化的實際應用。

發明內容

本發明利用Cu₂O的導帶電位很負導致的導帶電子還原性很強的特性，在可見光存在下將吸附在表面的氧氣氧化為H₂O₂，與Fe²⁺一起構成Fenton試劑，以用于降解一般方法難以降解的有機污染物、并用于殺菌、殺藻等。

本發明的原理為：