[發明專利]一種納米零價鐵改性多孔四氧化三鈷多相過硫酸鹽催化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201911322466.2
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111036212B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 朱能武;黃熙賢;丁洋;吳平霄
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B01J23/75
• 分類號: B01J23/75;B01J35/08;B01J35/10;B01J37/00;C02F1/72;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 雷月華

1.一種納米零價鐵改性多孔四氧化三鈷多相過硫酸鹽催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將酵母菌加入到水中，培養一段時間后，加入四氧化三鈷前驅體，充分混合使鈷離子吸附到酵母菌表面，然后在180～200℃下反應10～12h，洗滌，干燥，得到多孔四氧化三鈷前驅體，在400～550℃下煅燒1～3h，冷卻，得到多孔四氧化三鈷微球；

(2)將多孔四氧化三鈷微球加入到水中，在無氧氛圍下加入納米零價鐵前驅體和還原劑并反應20～40min，收集，洗滌，干燥，得到納米零價鐵改性多孔四氧化三鈷多相過硫酸鹽催化劑；

所述納米零價鐵前驅體與多孔四氧化三鈷微球的質量比為(0.5～2.2)：1。

2.根據權利要求1所述一種納米零價鐵改性多孔四氧化三鈷多相過硫酸鹽催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述酵母菌以酵母菌凍干粉的形式加入，所述酵母菌凍干粉與四氧化三鈷前驅體的質量比為(1.0～3.0)：1；所述四氧化三鈷前驅體與水的質量比為1：(20～40)。

3.根據權利要求1所述一種納米零價鐵改性多孔四氧化三鈷多相過硫酸鹽催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述還原劑與nZVI前驅體的質量比為(0.4～0.7)：1；步驟(2)所述多孔四氧化三鈷微球與水的質量比為(0.4～0.8)：100。

4.根據權利要求1或2或3所述一種納米零價鐵改性多孔四氧化三鈷多相過硫酸鹽催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述納米零價鐵前驅體與多孔四氧化三鈷微球的質量比為(0.535～2.14)：1。

5.根據權利要求1或2或3所述一種納米零價鐵改性多孔四氧化三鈷多相過硫酸鹽催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述酵母菌為釀酒酵母菌；所述四氧化三鈷前驅體為Co(CH₃COO)₂·4H₂O；步驟(2)所述nZVI前驅體為FeSO₄·7H₂O；所述還原劑為NaBH₄。

6.根據權利要求5所述一種納米零價鐵改性多孔四氧化三鈷多相過硫酸鹽催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述酵母菌培養的條件為35℃下，160～180rpm振蕩條件下保持24～36h；步驟(1)所述洗滌為分別用乙醇和水洗滌1～3；所述干燥條件為50～70℃下烘干8～14h；步驟(1)所述煅燒在馬弗爐中進行，以1℃/min的升溫速率升溫至400～550℃；

步驟(2)所述無氧氛圍為氮氣氛圍；步驟(2)所述洗滌條件為分別用無氧水和無水乙醇洗滌1～3次，所述干燥條件為在60～80℃下干燥8～12h。

7.權利要求1～6任一項所述方法制得的一種納米零價鐵改性多孔四氧化三鈷多相過硫酸鹽催化劑。

8.權利要求7所述一種納米零價鐵改性多孔四氧化三鈷多相過硫酸鹽催化劑在過硫酸鹽體系催化降解抗生素領域中的應用。

9.根據權利要求8所述一種納米零價鐵改性多孔四氧化三鈷多相過硫酸鹽催化劑在過硫酸鹽體系催化降解抗生素領域中的應用，其特征在于，所述應用包括以下步驟：將納米零價鐵改性多孔四氧化三鈷多相過硫酸鹽催化劑與過二硫酸鹽加入到抗生素廢水中，反應產生具有攻擊作用的自由基分子，完成對廢水中抗生素的降解處理；

所述納米零價鐵改性多孔四氧化三鈷多相過硫酸鹽催化劑在抗生素廢水中的投加量為0.04～0.24g/L；所述PDS在抗生素廢水中的濃度為0.05～2.5mmol/L；所述抗生素廢水中抗生素的濃度為10～40mg/L；所述抗生素廢水的pH為3.0～9.0。

10.根據權利要求9所述一種納米零價鐵改性多孔四氧化三鈷多相過硫酸鹽催化劑在過硫酸鹽體系催化降解抗生素領域中的應用，其特征在于，所述納米零價鐵改性多孔四氧化三鈷多相過硫酸鹽催化劑在抗生素廢水中的投加量0.1～0.24g/L；所述過二硫酸鹽在抗生素廢水中的濃度為0.9～2.5mmol/L；所述抗生素廢水中抗生素的濃度為10～20mg/L；所述抗生素廢水的pH為3.0～7.0；所述降解處理的時間為5～30min。