[發明專利]一種高效非均相類芬頓催化劑MnFe2

有效

• 申請號: 201811356626.0
• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN109317162B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 南照東;吳興萍
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J35/08;B01J35/10;C02F1/72;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 肖明芳

本發明公開了一種高效非均相類芬頓催化劑MnFe₂O₄/SiO₂的制備方法，稱取Fe(NO₃)₃·9H₂O和Mn(NO₃)₃·4H₂O超聲溶解于乙二醇中，再加入CH₃COONa和介孔SiO₂空心球，室溫下攪拌，使其充分溶解，將混合液在150?200℃的條件下加熱24?30h，冷卻至室溫后，磁分離得到的固體，經洗滌、真空干燥，得雙層空心結構的非均相類芬頓催化劑MnFe₂O₄/SiO₂。本發明方法過程簡單，條件溫和，成本低廉，所得催化劑可作為非均相類芬頓催化劑高效降解染料等有機污染物。反應后的催化劑通過外加磁場回收，解決了催化劑分離困難及產生大量化學污泥的問題，同時回收后的催化劑無需經過清洗即可再次使用，且穩定性好，具有較大的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種高效非均相類芬頓催化劑MnFe₂O₄/SiO₂的制備方法，屬于污水處理技術領域。

背景技術

近年來，隨著工業(尤其是農藥、染料、石油化工等化工行業)的迅速發展，水污染問題日趨嚴重，已嚴重危及到人類的健康與生存環境。其中，染料廢水色度高、濃度高、難降解，且大多含有苯環、胺基、偶氮基團等致癌、致畸、致突變物質，危害極大，已成為當前最主要的水體污染源之一。

作為一種高級氧化技術，芬頓法可以生成具有非選擇性和高反應活性的羥基自由基 (·OH)，反應迅速高效，設備要求低，操作簡便，因而廣泛應用于污水處理領域。但是，傳統的均相芬頓體系存在pH使用范圍窄，催化劑回收困難，且伴隨有大量含鐵污泥產生等弊端。

為了克服上述問題，非均相類芬頓技術逐漸成為研究熱點。與均相芬頓試劑相比，非均相類芬頓催化劑具有降解效率高、可重復使用性好、pH工作范圍寬，不易造成二次污染等優點。在現有各種非均相類芬頓催化劑中，MnFe₂O₄納米材料因其良好的磁性能和催化性能而引起了廣泛關注，但其在制備和使用過程中容易發生團聚，從而會降低催化活性。近年來，SiO₂因其具有較大的比表面積、穩定的化學性質及良好的吸附能力等而備受青睞。將SiO₂與MnFe₂O₄進行復合，既能減少鐵酸錳粒子的團聚，又能增大比表面積，從而提高類芬頓反應的效率。

中國專利CN 108187733 A公開了一種基于Fe-Beta分子篩的非均相類芬頓催化劑處理染料廢水的方法，但反應中所使用的Fe-Beta分子篩經離心、活化后，可再次作為催化劑使用。且在實施例中，用催化劑處理染料時，需用1mol/L的HCl溶液調節溶液 pH至3.0，并且要在70-90℃的溫度下反應，且大多數脫色率并不高，染料脫色率高的實施例反應條件較為苛刻。

經檢索可知，尚未發現采用溶劑熱法制得具有雙層空心結構的MnFe₂O₄/SiO₂材料及其在芬頓催化降解染料廢水方面的報道。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種高效非均相類芬頓催化劑MnFe₂O₄/SiO₂的制備方法，該方法制備的催化劑降解性能好，易于回收，重復利用率高。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種高效非均相類芬頓催化劑MnFe₂O₄/SiO₂的制備方法，包括如下步驟：