[發明專利]一種黃土負載納米Fenton光催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201810348467.3
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108393089A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 何玉鳳;高娣;逯婷君;王榮民;張珊
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: B01J23/745
• 分類號: B01J23/745;C02F1/30;C02F1/72;C02F101/30
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發明公開了一種黃土負載納米Fenton光催化劑的制備方法，是將黃土經酸化后分散于蒸餾水中制得黃土懸浮液；在惰性氣體保護下，在黃土懸浮液中加入硫酸亞鐵溶液，室溫攪拌后，加入還原劑繼續攪拌反應；反應結束后靜置沉積，所得沉積物用蒸餾水反復洗滌后，真空干燥，即得黑色粉末狀黃土負載納米Fenton光催化劑。光催化降解性能測試表明，本發明所制備的黃土負載納米Fenton光催化劑在可見光的照射下具有很好的光催化活性，而且該光催化劑具有原料易得、成本低廉、生態環境友好等特點，在光催化降解染料廢水領域具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種黃土負載納米Fenton光催化劑的制備方法，屬于復合材料領域和廢水處理技術領域。

背景技術

近數十年來，隨著現代工業的高速發展與石化資源的大量使用，環境污染成為威脅人類生活的突出問題，其中，廢水中的有機污染物是一類重要的有害物。已經有多種技術應用于廢水中有機污染物的去除，目前使用最廣泛的有吸附法、直接氧化法、高級氧化法等。與傳統的吸附法和直接氧化法相比，高級氧化法由于能將污染物完全降解為無害的CO₂和H₂O，并且具有無二次污染、催化劑能夠回收利用等符合當下綠色環保的優點而表現出更好的應用前景。高級氧化法包括Fenton法、電化學法、超聲氧化法、光催化氧化法和臭氧氧化等。

Fenton反應是成本最低的一種高級氧化技術，具有反應裝置簡單、反應條件溫和、運營成本低等優勢，在有機廢水的處理領域備受關注。傳統的Fenton反應一般指的是H₂O₂和Fe²⁺組成的均相催化體系，其缺點是催化反應后難以分離，Fe²⁺容易溢出導致二次污染，并且H₂O₂消耗量較大，增加了廢水處理的成本。非均相Fenton催化是利用活性顆粒組分，即把Fe⁰、Fe²⁺或Fe³⁺負載于天然材料（如碳材料、分子篩類、粘土類等），將H₂O₂轉化為羥基自由基（?OH）來完成有機污染物的降解，可實現對固體催化劑的分離和重復利用。利用這些載體本身具有的吸附性能，進一步提高Fenton催化劑的催化效率，同時降低成本。如：王瑩等（非均相電芬頓法處理染料廢水, 當代化工, 2015, 44(6): 1216-1218.）以鐵改性膨潤土為催化劑，采用電Fenton氧化降解染料活性紅，發現活性紅降解率達到98%以上。Huan Liang等（J. Taiwan Inst. Chem. Eng., 2015, 49: 105-112）將Fe₂O₃負載于硅藻土，并在光Fenton條件下降解羅丹明B，發現可見光會促進羥基自由基的生成，降解率可達95%。黃應平等（CN 200910272152.6）以NaY分子篩為載體制備了異相Fenton光催化劑，發現負載后的固相催化劑在16 h內對微囊藻毒素溶液的降解率達到96%左右。于曉丹等（CN 107159211A）制備了Fe₃O₄/TiO₂復合材料，制得的納米Fe₃O₄/TiO₂復合材料具有良好的化學穩定性。總之，為了使制備的催化劑成本更加低廉，應用更為廣泛，需要尋找更加廉價而有效的載體材料。

黃土是一種來源廣泛、無毒、無二次污染、廉價易得的綠色天然無機硅酸鹽材料。其疏松片層結構使其具有一定的吸附能力，經酸化改性后，其比表面積增大，同時吸附能力增強。以黃土顆粒為載體，負載納米Fenton光催化劑應當兼具成本低、環境友好、吸附性能強等特點，以期在光催化降解染料廢水領域具有很好的應用前景。

發明內容

本發明目的是利用黃土的結構和特性，提供一種黃土負載納米Fenton光催化劑的制備方法。

一、黃土負載納米Fenton光催化劑的制備