[發明專利]一種富勒醇/水鐵礦光催化材料

有效

• 申請號: 201610097427.7
• 申請日: 2016-02-22
• 公開（公告）號: CN105749916B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 朱潤良;徐天緣;何宏平;朱建喜;梁曉亮;劉晶
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州地球化學研究所
• 主分類號: B01J23/745
• 分類號: B01J23/745;C02F1/72;C02F1/30
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發明公開了一種富勒醇/水鐵礦光催化材料。其制備方法包括以下步驟：1)將三價鐵化合物溶液和氫氧化鈉溶液同時緩慢加入富勒醇溶液中，并維持pH為6.5～7.5，攪拌0.5～2 h后，分離出沉淀物，洗滌干凈；2）將沉淀物干燥后研磨成粉末狀，即得富勒醇/水鐵礦光催化材料。本發明的富勒醇/水鐵礦光催化材料，其催化降解有機物的效果要遠遠高于純水鐵礦。本發明方法制備得到的富勒醇/水鐵礦光催化材料中水鐵礦與富勒醇結合更牢固，有利于回收利用，重復使用次數高，可降低廢水處理成本，是一個環保、經濟的工藝技術；且本發明制備方法簡單、可操作性好。

技術領域

本發明具體涉及一種富勒醇/水鐵礦光催化材料。

背景技術

隨著現代工業的飛速發展，工業生產過程中使用的大量有機試劑以及反應后的副產物排放導致了日常生活中各種各樣的污染。其中，印染工業中排放的染料給環境造成了巨大污染。因為印染行業的有機染料具有生物毒性大、抗氧化性強、組分復雜、生物降解難等特點，不僅給工業廢水的處理帶來了很大的麻煩，而且也給我們日常生活帶來了嚴重污染，嚴重地危害到了人類的身體健康。因而如何有效地降解有機廢水已經成為全球研究學者共同面臨的重大問題。

目前工業上染料廢水的處理工藝通常是采用物理化學法和生物法相結合。選擇合適的處理方法需要考慮工藝（處理效率、裝置簡單等）和經濟上（投資和運營成本等）的可行性。常用的染料廢水處理方法存在以下缺點：（1）費用高，例如吸附脫色法中活性炭再生費用昂貴；（2）生物處理成本較低，但微生物對營養物質、pH等條件有一定要求，難以適應染料廢水水質波動大，染料種類多，毒性高等特點；（3）污染物從水相中轉移到其他相造成污染，例如物理吸附法。因此，越來越多的研究致力于發明一種高效、環境友好型的染料處理方法，其中，高級氧化技術（AOP）能有效的處理水和固體中的有機污染物，是一種很有應用前景的處理方法。主要的AOP技術有O₃/H₂O₂、O₃/UV、UV/H₂O₂、Fenton和光助Fenton等反應類型。其中光助Fenton法因具有反應速度快、能有效地降解有毒且難生化降解的有機污染物以及操作簡單等優點而越來越受到人們的關注。

水鐵礦是自然環境中一種常見的土壤礦物，其具有顆粒尺寸小（通常在2～100 nm左右），比表面積大，并且表面擁有大量的羥基官能團等特點，是一種天然的吸附劑，同時還是一種天然的Fenton催化劑。然而當水鐵礦作為光Fenton催化劑時，其在可見光下的催化效果遠遠不及紫外光輻射下的催化效果。由于太陽光中只有3%-5%的紫外光能到達地球表面，因此對水鐵礦進行改性來促進其在可見光輻射下的催化很有必要。

碳納米材料如富勒烯及其衍生物富勒醇由于其特殊的納米效應而表現出優異的力學、光學、電學、催化等性能，在電子、醫學、制藥、環保、能源等眾多領域得到了廣泛的應用。但是利用富勒烯/富勒醇在異相Fenton催化材料中還未見報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種富勒醇/水鐵礦光催化材料，該材料的制備方法操作簡單，成本低廉，對設備的要求低。本方法合成的富勒醇/水鐵礦光催化材料可作為光催化材料，適用于各種廢水的深度處理，環保無二次污染。

本發明所采取的技術方案是：

一種富勒醇/水鐵礦光催化材料，其制備方法包括以下步驟：

1)將三價鐵化合物溶液和氫氧化鈉溶液同時緩慢加入富勒醇溶液中，并維持pH為6.5～7.5，攪拌0.5～2 h后，分離出沉淀物，洗滌干凈；

2)將沉淀物干燥后研磨成粉末狀，即得富勒醇/水鐵礦光催化材料。

優選的，步驟1）中三價鐵化合物選自氯化鐵、硝酸鐵或硝酸鐵水合物。

優選的，步驟1）中三價鐵化合物、氫氧化鈉和富勒醇溶液使用超純水或者純水溶解配制。