[發明專利]一種芬頓助催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110243336.0
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN112958117A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 潘育松;嚴海線;廖曉波;朱源;潘成嶺;尹成杰
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學環境友好材料與職業健康研究院（蕪湖）;安徽理工大學
• 主分類號: B01J27/04
• 分類號: B01J27/04;C02F1/72;C02F101/38
• 代理公司: 泉州企記知識產權代理事務所(普通合伙) 35264
• 代理人: 許壽寧

本發明公開了一種芬頓助催化劑及其制備方法和應用，具體涉及一種含有CuS和Cu₉S₈的銅系硫化物促進芬頓反應來去除水體有機污染物的用途。本發明的芬頓助催化劑使用氯化銅和硫代乙酰胺通過簡單的水熱方法制成。實驗證明本發明的助催化劑具有形貌良好、芬頓助催化性能優異、可多次循環使用等多重優良特性，有望在污水處理中發揮重要作用，應用前景廣闊。

技術領域

本發明涉及助催化劑材料領域，尤其是涉及一種芬頓助催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

近年來，隨著全球工業化及經濟的高速發展，水體污染問題日益嚴峻。其中，有機污染物具有種類多，毒性大，難分解等特點，成為當前廢水中的主要污染物。目前，處理有機污染物的方法主要有：光催化降解法，生物催化降解法，物理吸附法，芬頓催化降解法等。

其中，芬頓催化因其降解效率高，對設備要求低，操作簡單的等優點而備受關注。但傳統的芬頓試劑（Fe²⁺+H₂O₂）在處理污水時存在催化劑利用率低并伴隨大量鐵泥的產生等弊端。助催化劑是一種不具有活性或幾乎沒有活性但可以改變催化劑某些性質的物質，助催化劑的加入可以明顯提高鐵離子的循環，從而提高催化劑的利用率并減少鐵泥的產生。

目前，在各類傳統芬頓催化劑中加入助催化劑以提高催化效率的文章頻繁報道，例如：有機酸，零價金屬，MoO₂等，但經檢索，同時含有CuS和Cu₉S₈的銅系硫化物的芬頓助催化劑與應用的文章還未見報道。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種材料價廉易得、合成工藝簡單、能有效提高催化效果的芬頓助催化劑及其制備方法和應用。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案一是：一種芬頓助催化劑，所述助催化劑由CuS和Cu₉S₈組成。

本發明的技術方案二是：一種如上所述的芬頓助催化劑的制備方法，按以下步驟進行：

S1:將一定摩爾質量的CuCl₂?2H₂O溶解于適量的去離子水中并進行磁力攪拌，攪拌過程中依次緩慢加入一定體積的1M HCl和一定摩爾質量的TAA；

S2:攪拌完畢后將得到的溶液轉入高壓釜內，進行水熱處理；

S3:用乙醇和去離子水進行洗滌，洗滌完畢后真空干燥得到干燥產物，取出干燥產物研磨后即得到芬頓助催化劑。

進一步的，步驟S1中CuCl₂?2H₂O的量為4.8mmol，去離子水的量為20ml。

進一步的，步驟S1中加入HCl的量為使制備的溶液的pH控制在0.2-1范圍內。

進一步的，步驟S1中的攪拌時間為60min。

進一步的，步驟S2中水熱處理的溫度為80℃-120℃。

進一步的，步驟S2中水熱處理的時間為9-15h。

進一步的，步驟S3中真空干燥的溫度為60^oC，時間為12h。

本發明的技術方案三是：一種如上所述的芬頓助催化劑在降解羅丹明B染料中應用，降解羅丹明B染料時使用如上所述的芬頓助催化劑。

進一步的，向羅丹明B染料溶液中加入如上所述的芬頓助催化劑，然后用HCl調節溶液的pH值，再加入FeSO₄?7H₂O和過氧化氫，在恒溫水浴鍋中攪拌反應，使羅丹明B反應降解脫色，反應結束后，用高速離心機進行固液分離，取上清液用紫外可見分光光度計測定降解后溶液中羅丹明B染料的濃度，根據降解前后羅丹明B染料濃度變化計算羅丹明B染料的降解率。