[發(fā)明專利]一種鎂基高效類Fenton催化劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810089543.3
• 申請(qǐng)日: 2018-01-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108325530B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王雪松;雷永輝;陳雯丹;張欽輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建師范大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/78
• 分類號(hào): B01J23/78;B01J37/08;C02F1/72;C02F101/30
• 代理公司: 福州市景弘專利代理事務(wù)所(普通合伙) 35219
• 代理人: 林祥翔;黃以琳

發(fā)明人提供了一種鎂基高效類Fenton催化劑及其制備方法,所述鎂基高效類Fenton催化劑包括氫氧化鎂載體和負(fù)載于載體上的Fe₂O₃,其制備方法包括第一懸濁液制備、煅燒、第二懸濁液制備、第三懸濁液制備、分離干燥步驟。由于氫氧化鎂對(duì)染料分子有較強(qiáng)的吸附能力，吸附以后Fe₂O₃活性中心能快速的通過(guò)氧化H₂O₂發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)生成·OH自由基并氧化分解染料分子，使得該催化過(guò)程維持吸附?氧化降解的流程快速進(jìn)行，尤其在中性或堿性條件下仍然能保持較高的催化效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)機(jī)功能材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鎂基高效類Fenton催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

印染工業(yè)作為我國(guó)傳統(tǒng)的支柱產(chǎn)業(yè)起到了非常重要的經(jīng)濟(jì)作用，但同時(shí)印染過(guò)程中會(huì)排放大量染料廢水。有機(jī)染料是染料廢水中的主要污染物，含有多種發(fā)色基團(tuán)，如偶氮基(-N＝N-)、醌基等，某些也含有極性助色基團(tuán)，如羥基、氨基、鹵代基等，其組成復(fù)雜、色度大、難生物降解，造成嚴(yán)重的水體污染，對(duì)水生生物和人類的健康有著極大的危害。近年來(lái)，處理染料多數(shù)用反應(yīng)簡(jiǎn)單、廉價(jià)的均相Fenton反應(yīng)體系。Fenton氧化法是指利用Fe³⁺/Fe²⁺與H₂O₂發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)生成·OH自由基并氧化分解水中的有機(jī)污染物，使其礦化生成H₂O、CO₂及其它礦物鹽等無(wú)機(jī)物的方法。但由于該體系的催化劑Fe³⁺/Fe²⁺溶于水回收較為困難，在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出了固態(tài)的Fe₂O₃催化體系，保留了傳統(tǒng)的Fenton反應(yīng)的突出的降解速率、簡(jiǎn)單的操作等優(yōu)點(diǎn)，而且具有催化劑便于回收再利用的優(yōu)勢(shì)，稱為類Fenton氧化反應(yīng)體系。

通常由于類Fenton催化反應(yīng)的條件限制，大多數(shù)類Fenton催化劑僅酸性(pH3)條件下具備高效催化性能，中性或堿性環(huán)境下反應(yīng)效率較低，而酸性廢水對(duì)處理設(shè)備腐蝕較大。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決大多數(shù)類Fenton催化劑僅酸性(pH3)條件下具備催化性能，中性或堿性環(huán)境下反應(yīng)效率較低，而酸性廢水對(duì)處理設(shè)備腐蝕較大的問(wèn)題，發(fā)明人提供了一種鎂基高效類Fenton催化劑，所述鎂基高效類Fenton催化劑包括氫氧化鎂載體和負(fù)載于載體上的Fe₂O₃。

由于氫氧化鎂對(duì)染料分子有較強(qiáng)的吸附能力，吸附以后Fe₂O₃活性中心能快速的通過(guò)氧化H₂O₂發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)生成·OH自由基并氧化分解染料分子，使得該催化過(guò)程維持吸附-氧化降解的流程快速進(jìn)行，尤其在中性或堿性條件下仍然能保持較高的催化效率。

進(jìn)一步地，所負(fù)載于載體上Fe₂O₃的質(zhì)量為所述氫氧化鎂載體質(zhì)量的1％-10％。

發(fā)明人還提供了一種如是所述的鎂基高效類Fenton催化劑的制備方法，包括以下步驟：

第一懸濁液制備：在鎂基礦物粉末中加入硝酸鐵溶液，攪拌均勻，得到第一懸濁液；所述鎂基礦物粉末的粒度為200-8000目；所述硝酸鐵中的鐵和鎂基礦物粉末中鎂的質(zhì)量比為1:6-60；

煅燒：將第一懸濁液烘干后700℃煅燒6h以上，得到摻鐵煅燒氧化鎂；

第二懸濁液制備：將摻鐵煅燒氧化鎂加入水，攪拌均勻，得到第二懸濁液,加入水的質(zhì)量為所述鎂基礦物粉末質(zhì)量的1-50倍；

第三懸濁液制備：將第二懸濁液密封于高壓反應(yīng)釜中，120-220℃反應(yīng)6-48h，得到第三懸濁液；