[發(fā)明專利]一種石墨烯改性鐵泥非均相Fenton催化劑及其制備方法

在審

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• 申請日: 2016-02-05
• 公開（公告）號: CN105597758A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發(fā)明（設計）人: 張高科;郭盛
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B01J23/745
• 分類號: B01J23/745;C02F1/72;C02F101/38;C02F101/34
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發(fā)明屬于催化劑新材料技術和環(huán)境凈化技術領域，具體涉及一種石墨烯改性鐵泥非均 相Fenton催化劑及其制備方法。

背景技術

工業(yè)化的快速發(fā)展為人類帶來了豐富的物質文化生活，同時也給水環(huán)境和人類健康帶來 了日趨嚴重的危害。Fenton氧化技術是一項環(huán)境友好的新型環(huán)保技術，因其具備獨特的優(yōu)點 如氧化能力強、設備簡單和無選擇性而被廣泛應用于持久性和難生物降解有機廢水的處理。 然而，F(xiàn)enton反應也存在一些無法避免的缺點，如反應的最佳pH值局限于2～4；反應過程 中產生大量的鐵泥，容易造成二次污染；催化劑無法回收利用，增加了處理成本。這些弊端 也限制了Fenton體系在實際污水處理中的應用。因此，許多學者嘗試通過不同的方法，將鐵 離子進行負載，制備非均相Fenton催化劑，以拓寬體系的pH適用范圍，并提高體系的反應 速率。迄今為止，大量的新型非均相Fenton催化劑被制備并被爭相報道，比如S-Fe₂O₃(Appl. Catal.B:Environ.,2010,96,162-168)、CuFeO₂(Chem.Eng.J.,2014,236,251-262)、Fe-TiO₂(Appl.Catal.B:Environ.,2011,107,363-371)等。然而，這些催化劑若要用于實際廢水處理， 仍存在著制備方法和過程比較繁瑣，成本很高的不足，且在制備過程中引入其它金屬元素， 使得降解過程存在造成二次污染的風險。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，目的在于提供一種石墨烯改性鐵泥非均相Fenton催化劑及 其制備方法。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案為：

一種石墨烯改性鐵泥非均相Fenton催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將石墨烯加入到去離子水中，超聲分散后，得到石墨烯水分散液；

(2)向石墨烯水分散液中加入FeSO₄·7H₂O和H₂O₂溶液，攪拌、陳化后得到沉淀物；

(3)將所得的沉淀物反復離心水洗至中性，鼓風干燥后，得到石墨烯改性鐵泥非均相 Fenton催化劑。

上述方案中，所述石墨烯、FeSO₄·7H₂O和H₂O₂溶液的比例為0.01～0.05g：6.95g：50mL， H₂O₂與Fe²⁺的摩爾比為20。上述方案中，所述H₂O₂溶液中H₂O₂的質量百分數為30％。

上述方案中，步驟(1)所述超聲的頻率為32～59KHz，超聲時間為30～60min。

上述方案中，步驟(2)所述攪拌的時間為30～60min，所述陳化的時間為30～120min。

上述方案中，步驟(3)所述鼓風干燥的溫度為100℃，時間為4～8h。

上述制備方法制備得到的石墨烯改性鐵泥非均相Fenton催化劑。

本發(fā)明所制備的改性鐵泥非均相Fenton催化劑的催化降解性能通過降解水中的羅丹明B (RhB)、、酸性紅G(ARG)和甲硝唑進行表征。實驗過程如下：量取100mLRhB(10mg/L)， ARG(20mg/L)或甲硝唑(10mg/L)溶液置于燒杯中，在攪拌狀態(tài)下加入本發(fā)明所述改性 鐵泥非均相Fenton催化劑0.1g，持續(xù)攪拌30min，使催化劑充分分散，然后向燒杯中迅速 加入3％(w/w)的H₂O₂溶液1mL，間隔30min取樣，采用紫外-可見分光光度計在最大吸 收波長處測定溶液的吸光度。