[發明專利]非均相芬頓催化劑Nafion/Fe3+復合膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201910404465.6
• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN110038573A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 高維春;李丹;張祎宸;張立寶
• 申請（專利權）人: 沈陽工大藍金環保產業技術研究院有限公司
• 主分類號: B01J23/745
• 分類號: B01J23/745;C08J7/12;C08J7/14;C08L27/18
• 代理公司: 沈陽之華益專利事務所有限公司 21218
• 代理人: 黃英華

本發明公布了一種Nafion/Fe³⁺復合膜及其制備方法，其制備方法包括以下步驟：步驟一：將Dupont公司生產的Nafion膜進行預處理；步驟二：將經過預處理后的Nafion膜浸泡于FeCl₃?6H₂0中2h，使Fe³⁺負載到Nafion上；將Nafion膜放在NaOH（0.4g/L）中浸泡30min，使Fe³⁺轉變為水合形式。該膜具有穩定的結構。在非均相芬頓反應中具有良好的催化效果且鐵溶出率較低。對于非均相芬頓催化劑的發展具有良好的發展前景。

技術領域

本發明涉及一種負載型催化劑的制備方法，主要應用在非均相芬頓領域，非均相芬頓催化劑Nafion/Fe³⁺復合膜及其制備方法。

背景技術

Nafion膜是由四氟乙烯及終端含有磺酰氟的全氟乙烯基醚聚合而得的高分子化合物。碳氟主鏈區為疏水區，離子簇區為親水區，氟化醚直鏈為過渡區。Nafion膜具有極強的抗化學侵蝕特性，而磺酸基團的存在賦予Nafion不同尋常的特性。磺酸有很強的滲水性，每個磺酸基團最多可以接受13個水分子；具有耐熱性高、抗氧化能力強、抗機械強度高等優點，含氟量高、穩定性好。

芬頓法是一種高級氧化技術，具有反應速率快、氧化能力強、無選擇性的優點，同時芬頓反應有反應pH為強酸性，H₂O₂的反應效率低、易產生鐵泥的缺點，為了解決這些問題，使芬頓反應的使用范圍拓寬、成本降低，制備了非均相芬頓反應催化劑。

發明內容

本發明的目的是為了提供非均相芬頓催化劑Nafion/Fe³⁺復合膜及其制備方法，該Nafion/Fe³⁺膜穩定性好，催化效率高，鐵溶出量低。

為了解決現有技術存在的問題，本發明采用的技術方案是：

非均相芬頓催化劑Nafion/Fe³⁺復合膜，該非均相芬頓催化劑Nafion/Fe³⁺復合膜結構的通式如下：

式中，n≈1000、Z＝1，2或3、x＝1～13、y＝5～13.5。

非均相芬頓催化劑Nafion/Fe³⁺復合膜的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：將Dupont公司生產的Nafion膜進行預處理；

步驟二：將經過預處理后的Nafion膜浸泡于FeCl₃·6H₂0中2h，使Fe³⁺負載到Nafion上；將Nafion膜放在NaOH(0.4g/L)中浸泡30min，使Fe³⁺轉變為水合形式。

所述的步驟一中Nafion膜預處理的方法包括以下步驟：

將Nafion膜在質量濃度為5％過氧化氫溶液中恒溫80℃加熱1h，用去離子水沖洗數次，再放置于去離子水中80℃恒溫加熱1h，再將Nafion膜放置80℃、1mol/L的硫酸中1h，將Nafion膜轉化為H⁺型；最后用去離子水沖洗該膜并將其浸泡至80℃去離子水中熱處理1h，完全除去膜內殘留的硫酸。

所述的FeCl₃·6H₂0的Fe³⁺濃度為0.5g/L-2.5g/L。

本發明所具有的優點及有益效果是：