[發明專利]鈷改性水合氧化鐵催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110809417.2
• 申請日: 2021-07-17
• 公開（公告）號: CN113385174B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 唐俊;臧紀;潘丹丹;謝正鑫;范世鎖;陳正杰
• 申請（專利權）人: 安徽農業大學
• 主分類號: B01J23/75
• 分類號: B01J23/75;C02F1/72;C02F101/38
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 鄧永紅

本發明提供一種鈷改性水合氧化鐵催化劑及其制備方法和應用，包括，FeCl₃·6H₂O溶解在去離子水中，用NaOH溶液將pH值調至7.0，形成的懸浮液連續攪拌1小時，陳化24小時；離心收集沉淀、洗滌、冷凍干燥、研磨過篩，得水合氧化鐵；將水合氧化鐵放入六水合氯化鈷水溶液中，超聲30min，調節pH到7.0，然后超聲分散20min，室溫下沉淀12h；清洗、冷凍干燥、研磨、過篩獲得氧化劑。本發明獲得的催化劑，可高效催化過一硫酸鉀降解水中四環素。在實驗中發現鈷改性水合氧化鐵材料中CoOOH@HFO?0.1最具有使用價值，在四環素濃度為40mg/L，固液比為0.2g/L，過一硫酸鉀濃度為80mg/L，pH＝9時四環素在10min的降解率達99％以上。

技術領域

本發明屬于污水處理技術領域，具體涉及一種鈷改性水合氧化鐵催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

四環素是全世界生產量和使用量第二大的抗生素，對各種病原菌都具有抑制作用，常被用作飼料添加劑廣泛應用于畜牧業及水產養殖業。但動物對四環素抗生素的吸收率較低，經過動物體內后大約30％～90％的抗生素不被動物吸收主要以原藥和代謝產物的形式隨糞尿排出體外，從而導致土壤和水體中抗生素的污染，對生態安全和人體健康產生威脅。此外，四環素殘留會增強耐藥性并挑戰抗生素療法，從而對人類健康造成潛在威脅。因此高效去除廢水中四環素的技術已經成為國內外的研究熱點

目前國內外報道的四環素廢水的處理方法主要包括吸附法、生物法與化學法等。其中吸附法主要是將四環素固定在材料表面，無法從根本上去除四環素。生物法是利用微生物自身代謝降解四環素，但是四環素本身對微生物具有抑制作用，因此生物處理難以推廣。

發明內容

針對上述技術問題，本發明使用化學法利用鈷改性水合氧化鐵催化過一硫酸鉀降解四環素。具體的技術方案為：

鈷改性水合氧化鐵催化劑的制備方法，包括以下步驟

(1)水合氧化鐵的制備

在強磁力攪拌下，將FeCl₃·6H₂O溶解在去離子水中，然后用NaOH溶液將FeCl₃·6H₂O溶液的pH值調至7.0，形成的懸浮液連續攪拌1小時，并在室溫下陳化24小時；

通過離心收集沉淀的水合氧化鐵顆粒，然后用超純水洗滌3次以去除殘留離子；

最后，將水合氧化鐵冷凍干燥，在瑪瑙研缽中研磨并通過200目篩；

收集獲得水合氧化鐵，并將其存儲在棕色玻璃瓶中保持備用。

(2)鈷改性水合氧化鐵的制備

將水合氧化鐵放入六水合氯化鈷水溶液中，超聲30min，再向溶液中添加氨水調節pH到7.0，然后超聲分散20min，室溫下沉淀12h；

用超純水清洗三遍，然后冷凍干燥，在瑪瑙研缽中研磨，并通過200目篩子；

收集獲得催化劑，并將其存儲在棕色玻璃瓶中直至使用。

優選的，步驟(1)水合氧化鐵的制備中，物料用量按照以下比例：10.0g的FeCl₃·6H₂O溶解在100mL去離子水中；

NaOH溶液濃度為1mol/L。

優選的，步驟(2)鈷改性水合氧化鐵的制備中，物料用量按照以下比例：1.0g水合氧化鐵，50mL的六水合氯化鈷水溶液，六水合氯化鈷水溶液濃度為0.01～0.2mol/L。

本發明獲得的鈷改性水合氧化鐵催化劑，用于去除廢水中四環素。