[發明專利]二氨基吡啶燒結物復合氧化鐠和四氧化三鐵非均相催化劑及其應用和原位制備方法

有效

• 申請號: 202010817724.0
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN112058295B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 宋爽;黃璐;何志橋;曾滔
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J37/02;B01J37/08;C02F1/72;C02F101/30
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

本發明公開了二氨基吡啶燒結物復合氧化鐠和四氧化三鐵非均相催化劑及其應用和原位制備方法。目前已經研究了生物處理、芬頓法、吸附等不同技術來去除布洛芬，但是這些方法需要大量的能量并產生二次污染。本發明提供了一種在四氧化三鐵上負載氧化鐠和二氨基吡啶燒結物的新型催化劑，能夠通過催化協同效應來活化過二硫酸鹽產生自由基降解布洛芬，且催化效率顯著高于現有的四氧化三鐵催化劑。此外，本發明的處理時間短且降解效率高，沒有二次污染生成，不需要調節pH值，具有較好的實際應用前景。本發明將采用原位浸漬的方法合成二氨基吡啶燒結物復合氧化鐠和四氧化三鐵非均相類芬頓催化劑，所需設備條件低廉，制備工藝簡便。

技術領域

本發明屬于藥物廢水處理技術領域，具體涉及一種原位制備高效2，6-二氨基吡啶燒結物復合氧化鐠和四氧化三鐵非均相類芬頓催化劑。

背景技術

近期在供水中發現了痕量的藥物和個人護理產品，例如消炎藥，止痛藥，和抗生素等。這些污染物的濃度高達10μg·L^-1，它們的存在已引起人們的廣泛關注。在這些有機污染物中，布洛芬是全球消費最多的藥物之一，用于緩解關節炎，原發性痛經，發燒和鎮痛等癥狀，尤其是用于治愈炎癥性疾病。

由于布洛芬的毒性作用，最重要的要求是從廢水中去除布洛芬藥物殘留。目前已經研究了生物處理，芬頓法，吸附等不同技術來去除布洛芬，但是這些方法需要大量的能量并產生二次污染。最近，高級氧化工藝由于其卓越的處理效率已經成為一項代替常規技術的有前途的替代技術。高級氧化技術主要利用氧化能力極強的活性自由基來氧化分解水中難降解污染物，其中基于硫酸根的高級氧化技術由于其產生的硫酸根自由基壽命更長，氧化能力更強而受到了強烈關注。

鐵氧化物催化劑能夠用作非均相催化劑活化過二硫酸鹽產生自由基，去除一系列的有機污染物。與其他鐵氧化物相比，四氧化三鐵具有穩定的物理化學結構，較低的制備成本，易于合成的過程和磁響應等獨特性能。然而單純的四氧化三鐵催化劑存在降解動力學緩慢，團聚和活性位點暴露受限的缺點。為了解決現有常規污水處理對布洛芬去除效果差、類芬頓催化劑存在催化劑分離回收利用難的問題，我們利用原位生成2，6-二氨基吡啶燒結物復合氧化鐠和四氧化三鐵非均相類芬頓催化劑技術，將四氧化三鐵，氧化鐠和碳氮燒結材料結合，利用其協同作用加速反應的進行，持久高效去除水中難生物降解有機污染物。

發明內容

本發明的目的在于提供一種原位制備高效碳氮共摻雜四氧化三鐵非均相類芬頓催化劑的方法和應用。

本發明二氨基吡啶燒結物復合氧化鐠和四氧化三鐵非均相催化劑，包括四氧化三鐵和負載在四氧化三鐵上的氧化鐠和二氨基吡啶燒結物。

作為優選，所述的氧化鐠和二氨基吡啶燒結物通過先在四氧化三鐵上負載鐠鹽和二氨基吡啶，再進行煅燒得到。

作為優選，煅燒的溫度為500℃。

作為優選，四氧化三鐵的質量分數為62.5％，氧化鐠的質量分數為31.25％，二氨基吡啶燒結物的質量分數為6.25％。

該二氨基吡啶燒結物復合氧化鐠和四氧化三鐵非均相催化劑在降解布洛芬中的應用具體如下：

步驟一、將氧化劑加入布洛芬廢水中。

步驟二、將二氨基吡啶燒結物復合氧化鐠和四氧化三鐵非均相催化劑添加到卡馬西平廢水中，使得布洛芬分解。

作為優選，步驟一和二中，持續攪拌布洛芬廢水。步驟一中所述的氧化劑采用過硫酸鈉。步驟二中，卡馬西平廢水保持20～30℃進行反應。

該二氨基吡啶燒結物復合氧化鐠和四氧化三鐵非均相催化劑在降解布洛芬中的原位制備方法如下：

步驟一、將四氧化三鐵粉末投加到硝酸鐠和二氨基吡啶混合溶液中，浸漬直至干燥，得到前驅體粉末。