[發明專利]一種非均相FeVO4

有效

• 申請號: 202010715344.6
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111841606B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 魏健;賴蕾朵;敖蒙蒙;賴波;段亮
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J23/847;B01J35/02;B01J35/10;C02F1/72;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 馬小星

本發明提供了一種非均相FeVO₄催化材料及其制備方法和應用，涉及水處理技術領域。本發明提供的制備方法包括：在加熱和攪拌的條件下，將鐵鹽水溶液滴加到釩酸鹽水溶液中，混合進行共沉淀反應，得到FeVO₄前驅體；將所述前驅體進行焙燒，得到FeVO₄焙燒料；將所述焙燒料、緩沖溶液和改性劑混合，得到改性FeVO₄；在保護氣氛下，將改性FeVO₄進行焙燒，得到非均相FeVO₄催化材料。本發明制備的非均相FeVO₄催化材料具有較大比表面積，電子傳遞速率高，能有效活化AOPs工藝中的各類氧化劑；且該催化材料能產生大量自由基，無選擇性地降解各類新興污染物；此外，催化材料中的金屬離子浸出可滿足水處理出水的環保要求。

技術領域

本發明涉及水處理技術領域，特別涉及一種非均相FeVO₄催化材料及其 制備方法和應用。

背景技術

新興污染物(emerging contaminants,ECs)是指“新認定或之前未確認”、 “未受法規規范”、且“對人體健康及生態環境具有潛在或實質威脅”的化 學污染物。目前，人們關注較多的ECs包括醫用藥物(例如：抗生素、消炎 藥和止痛藥等)、個人護理用品(例如：香水、化妝品和洗發水等)、環境 激素(包括農藥、除草劑、塑料中的穩定劑和增塑劑、雌性激素等)等三個 方面。近年來，隨著環境分析水平的提高，各類新興污染物在國內外的城市污水、地表水、地下水、飲用水、污水處理廠出水及土壤等環境介質中被頻 繁檢出。由于這類污染物進入環境水體將對人類健康造成極大危害，因此需 要開發經濟高效的處理技術來有效去除這類物質。

針對新興污染物的難生物降解性、強生物抑制性及強生物毒性，近年來 高級氧化技術(AOPs)去除新興污染物逐漸成為水處理中的研究熱點。AOPs 是指利用強氧化性的自由基(例如：HO·、SO₄·^-等)來降解水中難降解有機 污染物的技術。自由基的產生通常需要氧化劑的參與，例如過硫酸鹽(過一 硫酸鹽(PMS)和過二硫酸鹽(PDS))、雙氧水(H₂O₂)、臭氧(O₃)等。 而氧化劑同樣需要通過適當的活化方式才能產生。目前常用的活化方式包括 超聲輻射、熱活化、光催化、碳基材料催化以及過渡金屬催化等。其中，鐵 基過渡金屬催化劑由于良好的催化性能、易制備性以及環境友好而得到廣泛 關注。但單一的鐵基材料pH適用范圍窄，容易在活化氧化劑的過程中產生腐 蝕產物，從而影響催化活性。因此，為了有效抑制腐蝕產物的產生，通常需 要制備鐵基雙金屬來獲得更高的反應活性。研究表明，許多鐵基雙金屬催化 劑的生物毒性比單一鐵基材料高，如鐵鎳雙金屬材料、鐵銅雙金屬、鐵錳雙金屬、鐵鉻雙金屬、鐵銀雙金屬等，這導致這些鐵基雙金屬在水處理中的應 用也受到了限制。據報道，FeVO₄作為鐵基雙金屬材料中的一種，由于禁帶 寬度窄，被認為是一種良好的光催化劑，并且由于V在水中的溶解度不高， 生物毒性較許多金屬離子來說偏低，因此也有研究將其用作水處理過程中的 催化劑。但由于傳統的FeVO₄在活化氧化劑過程中存在比表面積低、電子傳 導速率有限等問題，導致其催化效率不高，在AOPs工藝中應用受限。

發明內容

有鑒于此，本發明目的在于提供一種非均相FeVO₄催化材料及其制備方 法和應用。采用本發明方法制備的非均相FeVO₄催化材料比表面積大、電子 傳導速率高，催化活性高，能有效活化AOPs工藝中的各類氧化劑。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種非均相FeVO₄催化材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)在加熱和攪拌的條件下，將鐵鹽水溶液滴加到釩酸鹽水溶液中， 混合進行共沉淀反應，得到FeVO₄前驅體；