[發(fā)明專利]一種自修復(fù)芬頓催化劑及其制備方法和應(yīng)用在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110692351.3 | 申請日： | 2021-06-22 |
| 公開（公告）號： | CN113289642A | 公開（公告）日： | 2021-08-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王異;黃在銀;譚秀娘;廖小雪;毛一丹 | 申請（專利權(quán)）人： | 廣西民族大學(xué) |
| 主分類號： | B01J27/051 | 分類號： | B01J27/051;C02F1/72;C02F101/30;C02F101/38 |
| 代理公司： | 北京化育知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11833 | 代理人： | 涂琪順 |
| 地址： | 530006 廣西壯族自*** | 國省代碼： | 廣西;45 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 修復(fù) 催化劑 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供了一種自修復(fù)芬頓催化劑，包含質(zhì)量比為8～12：1～3的二硫化亞鐵和二硫化鉬。本發(fā)明將二硫化鉬添加進催化劑，在過氧化氫溶液中容易形成硫缺陷，硫缺陷和Fe2+雙活性位點促進雙氧水分解，產(chǎn)生大量具有強氧化性的·OH來氧化分解有機污染物；并且硫缺陷的存在，可以吸附活化的有機污染物與·OH零距離地發(fā)生反應(yīng)，極大提高降解效率。在自修復(fù)的基礎(chǔ)上，因為硫缺陷的存在，促進催化劑表面的Fe3+向Fe2+轉(zhuǎn)換，達到循環(huán)的目的，使整個污水處理過程不會造成二次污染。本發(fā)明還提供了所述催化劑的制備方法，采用球磨工藝將二硫化亞鐵和二硫化鉬結(jié)合，工藝簡單技術(shù)成熟，適合大規(guī)模推廣。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及催化劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自修復(fù)芬頓催化劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)
具有高濃度、難降解、毒性大的有機廢水，如印染廢水、制藥廢水、造紙廢水、垃圾填埋滲濾液、電子行業(yè)的化學(xué)鍍EDTA等廢水的處理是長期以來工業(yè)廢水處理的難點。活性染料廢水的生物降解是最困難的，品種已超過10萬余種，常用染料有2000種以上，而且每年人工合成的新型染料也層出不窮。基于亞鐵鹽分解H2O2產(chǎn)生強氧化性羥基自由基·OH的均相芬頓催化被廣泛應(yīng)用于各類有機廢水的處理。但嚴重的問題是：H2O2分解率低；羥基自由基·OH的壽命短(1微秒)利用率低；鐵離子的存在導(dǎo)致溶液中產(chǎn)生大量的鐵泥，造成二次污染并增加處理成本。在堿性廢水體系中，需要消耗亞鐵鹽，催化劑難以回收再利用。多相芬頓是利用催化劑的表面活性位點對H2O2活化分解產(chǎn)生羥基自由基，并與底物分子反應(yīng)的復(fù)雜表面物理化學(xué)過程。因此，增加芬頓催化劑表面的活性位點數(shù)量、活性位點穩(wěn)定再生、羥基自由基(壽命短)與被吸附活化的底物分子快速反應(yīng)是芬頓催化的關(guān)鍵問題，成為當(dāng)前芬頓催化研究的熱點和前沿。然而，到目前為止多相芬頓催化活性位點數(shù)有限，且污染物分子與·OH之間的距離相對較遠反應(yīng)慢，羥基自由基·OH壽命短容易“死亡”導(dǎo)致其利用率低的問題至今沒有很好的解決。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種自修復(fù)芬頓催化劑及其制備方法和應(yīng)用。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種自修復(fù)芬頓催化劑，包含二硫化亞鐵和二硫化鉬；
所述二硫化亞鐵和二硫化鉬的質(zhì)量比為8～12：1～3。
作為優(yōu)選，所述二硫化亞鐵的制備方法，包含如下步驟：
(1)將七水合硫酸亞鐵、硫代硫酸鈉、單質(zhì)硫混合后溶解，得到混合溶液；
(2)將混合溶液加熱后離心，得到沉淀；
(3)將沉淀順次進行洗滌和離心，得到離心產(chǎn)物；
(4)將離心產(chǎn)物干燥，即得所述二硫化亞鐵。
作為優(yōu)選，所述步驟(1)中七水合硫酸亞鐵和硫代硫酸鈉的質(zhì)量比為2～4：2～4；
所述單質(zhì)硫和七水合硫酸亞鐵的質(zhì)量比為0.1～1：2～4；
所述溶解所用溶劑包含水和油酸，所述油酸和水的體積比為1：2.5～3.5；
所述單質(zhì)硫和溶劑的用量比為0.1～1g：25～55mL；
所述步驟(1)中混合的方式為球磨，所述球磨的轉(zhuǎn)速為300～500rpm，所述球磨的時間為30～50min；
所述步驟(1)中溶解的方式為超聲，所述超聲的頻率為40～60kHz，所述超聲的轉(zhuǎn)速為1200～1400rpm，所述超聲的時間為20～40min。
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