[發(fā)明專利]一種非均相類Fenton催化劑Fe3C/C復(fù)合材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810246588.7
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108404947B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李愛華;王峰;黃薇
• 申請（專利權(quán)）人: 棗莊學(xué)院
• 主分類號: B01J27/22
• 分類號: B01J27/22;C02F1/72;C02F101/30;C02F101/38
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 楊磊

本發(fā)明涉及一種非均相類Fenton催化劑Fe₃C/C復(fù)合材料的制備方法，包括，將生物質(zhì)廢棄物粉末和鐵源混合并加水?dāng)嚢杈鶆颍诓粩鄶嚢柘掠?0～100℃水浴中加熱，蒸干得固體粉末前驅(qū)體；將前驅(qū)體粉末在惰性氣氛中，逐漸加熱至450?800℃煅燒1～5小時(shí)，得黑色粉末；黑色粉末加入鹽酸溶液中攪拌洗滌后用去離子水洗滌至中性、烘干，即得非均相類Fenton催化劑Fe₃C/C復(fù)合材料。將其應(yīng)用于亞甲基藍(lán)的降解可以得到較高的降解率。本發(fā)明所使用原料簡單易得、價(jià)格低廉，耗時(shí)耗能低，對設(shè)備要求低，可大批量低成本生產(chǎn)；可以實(shí)現(xiàn)原位碳負(fù)載；“以廢治廢”，高效環(huán)保。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種非均相類Fenton催化劑Fe₃C/C復(fù)合材料的制備方法，屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，染料在紡織，食品，造紙，印刷，皮革和化妝品等行業(yè)中大量生產(chǎn)和使用(例如：全球有超過10萬種商用染料，年產(chǎn)量超過70萬噸)。但是染料自身的毒性和潛在的致癌性質(zhì)已經(jīng)對人類健康和環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。因此，采用有效手段去除工業(yè)廢水中的染料污染物是非常重要的。作為高級氧化法中的一種，傳統(tǒng)的Fenton試劑是目前應(yīng)用最廣泛的催化劑，主要利用二價(jià)鐵離子催化過氧化氫產(chǎn)生高活性的羥基自由基來處理難降解的有機(jī)物。但是傳統(tǒng)的Fenton氧化法有以下三個(gè)缺點(diǎn)：(1)需在pH小于3時(shí)進(jìn)行，會(huì)造成設(shè)備的腐蝕； (2)鐵離子的大量使用需要二次回收過程；(3)在最終處理時(shí)需將酸度回調(diào)，產(chǎn)生大量的鹽，造成二次污染。

針對均相Fenton試劑存在的上述缺點(diǎn)，非均相類Fenton試劑亟待開發(fā)，已有諸多文獻(xiàn)進(jìn)行報(bào)道，比如：Fe₃O₄(M.Munoz,Z.M.de Pedro,J.A.Casas,J.J.Rodriguez,Appl.Catal.B: Environ.176(2015)249–265.)、α-Fe₂O₃(J.Bandara,J.A.Mielczarski,A.Lopez,J.Kiwi,Appl. Catal.B:Environ.34(2001)321–333.)、γ-Fe₂O₃(X.G.Wang,C.S.Liu,X.M.Li,F.B.Li,S.G.Zhou, J.Hazard.Mater.153(2008)426–433.)、α-FeOOH(J.He,W.H.Ma,J.J.He,J.C.Zhao,J.C.Yu, Appl.Catal.B:Environ.39(2002)211–220.)、β-FeOOH(Z.H.Xu,M.Zhang,J.Y.Wu,J.R.Liang, L.X.Zhou,B.Lu,Water Sci.Technol.68(2013)2178–2185.)、γ-FeOOH(S.S.Chou,C.P.Huang, Y.H.Huang,Environ.Sci.Technol.35(2001)1247–1251.)，但是上述非均相催化劑的催化過氧化氫分解的活性較低而都未能取得較好的結(jié)果。

中國專利文件CN104393313A公開了一種氮摻雜Fe/Fe₃C/C微生物燃料電池陰極催化劑材料及其制備方法，它涉及一種微生物燃料電池陰極催化劑材料及其制備方法。解決現(xiàn)有采用鉑碳催化劑作為微生物燃料電池陰極催化劑材料存在成本高的問題。所述的復(fù)合材料是Fe 粒子及Fe₃C粒子均勻分布在石墨化碳骨架，且粒徑在10nm～300nm的Fe/Fe₃C/C復(fù)合材料。但是，此專利文件中合成Fe/Fe₃C/C所使用的碳源為三聚氰胺或氰胺，均為有毒甚至致癌的物質(zhì)，不利于大范圍使用。

因此，開發(fā)環(huán)保、有效且穩(wěn)定性較高(在酸性條件下不溶出)，并且處理效果好，處理?xiàng)l件不苛刻的類Fenton催化劑，成為亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容