[發(fā)明專利]非均相芬頓催化劑Nafion/Fe3+復(fù)合膜及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910404465.6
• 申請(qǐng)日: 2019-05-15
• 公開（公告）號(hào): CN110038573A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高維春;李丹;張祎宸;張立寶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽工大藍(lán)金環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): B01J23/745
• 分類號(hào): B01J23/745;C08J7/12;C08J7/14;C08L27/18
• 代理公司: 沈陽之華益專利事務(wù)所有限公司 21218
• 代理人: 黃英華

本發(fā)明公布了一種Nafion/Fe³⁺復(fù)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(chǎn)的Nafion膜進(jìn)行預(yù)處理；步驟二：將經(jīng)過預(yù)處理后的Nafion膜浸泡于FeCl₃?6H₂0中2h，使Fe³⁺負(fù)載到Nafion上；將Nafion膜放在NaOH（0.4g/L）中浸泡30min，使Fe³⁺轉(zhuǎn)變?yōu)樗闲问健Ｔ撃ぞ哂蟹€(wěn)定的結(jié)構(gòu)。在非均相芬頓反應(yīng)中具有良好的催化效果且鐵溶出率較低。對(duì)于非均相芬頓催化劑的發(fā)展具有良好的發(fā)展前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種負(fù)載型催化劑的制備方法，主要應(yīng)用在非均相芬頓領(lǐng)域，非均相芬頓催化劑Nafion/Fe³⁺復(fù)合膜及其制備方法。

背景技術(shù)

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(qū)為疏水區(qū)，離子簇區(qū)為親水區(qū)，氟化醚直鏈為過渡區(qū)。Nafion膜具有極強(qiáng)的抗化學(xué)侵蝕特性，而磺酸基團(tuán)的存在賦予Nafion不同尋常的特性。磺酸有很強(qiáng)的滲水性，每個(gè)磺酸基團(tuán)最多可以接受13個(gè)水分子；具有耐熱性高、抗氧化能力強(qiáng)、抗機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，含氟量高、穩(wěn)定性好。

芬頓法是一種高級(jí)氧化技術(shù)，具有反應(yīng)速率快、氧化能力強(qiáng)、無選擇性的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)芬頓反應(yīng)有反應(yīng)pH為強(qiáng)酸性，H₂O₂的反應(yīng)效率低、易產(chǎn)生鐵泥的缺點(diǎn)，為了解決這些問題，使芬頓反應(yīng)的使用范圍拓寬、成本降低，制備了非均相芬頓反應(yīng)催化劑。

發(fā)明內(nèi)容

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

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

非均相芬頓催化劑Nafion/Fe³⁺復(fù)合膜，該非均相芬頓催化劑Nafion/Fe³⁺復(fù)合膜結(jié)構(gòu)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(fù)合膜的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：將Dupont公司生產(chǎn)的Nafion膜進(jìn)行預(yù)處理；

步驟二：將經(jīng)過預(yù)處理后的Nafion膜浸泡于FeCl₃·6H₂0中2h，使Fe³⁺負(fù)載到Nafion上；將Nafion膜放在NaOH(0.4g/L)中浸泡30min，使Fe³⁺轉(zhuǎn)變?yōu)樗闲问健?/p>

所述的步驟一中Nafion膜預(yù)處理的方法包括以下步驟：

將Nafion膜在質(zhì)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(shù)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(zhuǎn)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(nèi)殘留的硫酸。

所述的FeCl₃·6H₂0的Fe³⁺濃度為0.5g/L-2.5g/L。

本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是：