[發(fā)明專利]一種竹漿纖維素基集成芬頓催化劑Fe3+C2O4/R的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510074499.5
• 申請日: 2015-02-12
• 公開（公告）號: CN104646062A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發(fā)明（設計）人: 張勇;楊夢夢;楊曉剛;姚菊明
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: B01J31/28
• 分類號: B01J31/28;C02F1/72;C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司33100
• 代理人: 肖承云;徐關壽

技術領域

本發(fā)明涉及一種集成芬頓催化劑的制備方法，特別涉及一種竹漿纖維素基集成芬頓催化劑Fe³⁺C₂O₄/R的制備方法，屬于有機高分子材料技術領域。

背景技術

芬頓氧化是工業(yè)廢水深度處理的重要技術之一，是利用過氧化氫和二價鐵的強氧化性將有機物氧化成無機態(tài)，達到降解有機廢水的目的。傳統(tǒng)芬頓氧化在降解廢水中有機污染物時，存在芬頓試劑不能重復利用進而造成二次污染，氧化成本高、降解效率低等局限。近年，利用鐵或鐵絡合物的光助多相類芬頓降解水中難降解有機物引起了研究者的廣泛關注。前期研究中，雖然加入草酸可以提高催化效率，但催化劑不可回收進而造成氧化成本高。單純負載類多相催化劑可實現(xiàn)回收，但反應速率一直處于較低水平，將其投入工業(yè)生產的設想難以實現(xiàn)。

我們在此提出的技術方案其特色在于，一方面利用纖維素基多孔樹脂負載草酸鐵，實現(xiàn)三價鐵草酸催化劑絡合物Fe³⁺C₂O₄/R的回收和再利用，從而降低處理芬頓氧化的處理成本，且減少鐵流失造成的環(huán)境二次污染；另一方面通過加入具有光敏性的草酸鹽作配體與鐵形成三價鐵草酸催化劑絡合物，可以改善由于多相催化劑所造成的反應速率低等缺陷，提高多相類芬頓降解印染廢水的速率和效率。在多相類芬頓催化劑制備及其應用領域，中國專利（CN201410465387）“表面改性納米四氧化三鐵芬頓催化劑及其制備方法”?用共沉淀法制備高分散性納米四氧化三鐵，然后用水解法對納米四氧化三鐵進行表面改性；中國專利（CN201410483397）“一種制備異相光芬頓催化劑的方法”將針鐵礦-石墨烯-介孔載體材料三者結合，對于水中有機污染物(特別是苯酚、含氮雜環(huán)等)的催化效果好，pH適用范圍廣，重復使用性能好，能夠同時有效地降低廢水中的COD和TOC；中國專利（CN201410448550）“一種以分子篩為載體的Fe-Mn雙金屬非均相芬頓催化劑及其制備方法和應用”?將MnSO₄·H₂O與FeSO₄·7H₂O溶液混合后得到混合體系，向混合體系中加入NaY分子篩，混合均勻，向上述混合體系中加入檸檬酸，水浴反應，將所得粘稠物烘干、煅燒，得到Fe-Mn/NaY負載型非均相芬頓催化劑；美國專利（US?20060138057?A1）“Eco-friendly?photo-fenton?catalyst-immobilized?Fe(III)?over?HY-zeolite”將三價鐵離子經(jīng)浸漬、煅燒等方法固定于HY沸石得到異構鐵（III）-HY催化劑，通過對含酚廢液的芬頓降解評價其催化劑活性，并研究鐵負載量、H₂O₂濃度，pH值等因素對催化劑催化光芬頓反應的影響；美國專利（US?20050274678?A1）“Integrated?technology?in?sequential?treatment?of?organics?and?heavy?metal?ions?wastewater”提供一種集成技術用于連續(xù)由表面處理工藝產生的含低生物降解性有機物和重金屬離子的復雜廢水處理過程，有利于減少芬頓氧化過程鐵泥產生量和提高處理過程產生的鐵素體質量。截至目前，還未見到利用竹漿纖維素作為分子骨架基體，用以制備竹漿纖維素基集成芬頓催化劑的相關工藝技術出現(xiàn)。

與此同時，我國是世界上最早研究、培育和利用竹子的國家，竹資源非常豐富，竹子也是我國竹區(qū)農民經(jīng)濟收入的重要來源。竹子屬于速生植物資源，具有生長速度快、成材周期短、纖維含量高等優(yōu)點，纖維形態(tài)和纖維細胞含量接近甚至高于一般闊葉木。充分利用我國豐富的竹資源，制備高附加值可再生新材料，成為高值化利用我國竹資源的一條創(chuàng)新思路，符合國家發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟政策，具有重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內容

為了克服傳統(tǒng)芬頓氧化處理工業(yè)廢水過程中，芬頓試劑難以回收進而造成二次污染，氧化成本高、降解效率低等問題，同時資源化利用我國豐富的竹子資源制備高附加值可再生新材料，本發(fā)明的目的是提供一種竹漿纖維素基集成芬頓催化劑Fe³⁺C₂O₄/R的制備方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是采用以下步驟：