[发明专利]一种降解微囊藻毒素的类Fenton光催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种降解微囊藻毒素的类Fenton光催化剂的制备方法。

背景技术

目前常用的去除藻毒素MCs的技术，包括物理方法、生物处理技术、一般氧化方法及高级氧化方法等。其中高级氧化技术因其体系简单、活性高等优点成为水体中微囊藻毒素的主要降解方法。Fenton及类Fenton是有效降解藻毒素的绿色性强的高级氧化法之一。Fenton试剂在酸性(pH＜3.0)条件下产生高活性·OH，由于其具有高的氧化电位(2.8V)，能氧化降解有机污染物。但传统的Fenton试剂法存在诸如(1)需要紫外光激发；(2)反应需要强酸性环境；(3)大量铁试剂的使用，容易带来二次污染；(4)催化剂不容易回收等不足。通过催化剂的负载制备异相催化剂，又多受到成本的限制。

发明内容

本发明的目的是要提供一种具有广泛的反应pH范围，多次循环使用后，依然保持着很好地光催化活性，在降解藻毒素的过程中具有很好地稳定性的类Fenton光催化剂。

本发明的目的是这样实现的：一种降解微囊藻毒素的类Fenton光催化剂的制备方法，

a、NaY型分子筛的前处理

NaY型分子筛用10％的盐酸浸泡24小时以除去交换点位上可能残留的杂质，用蒸馏水清洗使滤液呈中性；

用10％的氢氧化钠溶液同样处理，以溶去残留的其他阳离子，用水漂洗数次，测滤液呈中性后，再用1～2mol/L的稀盐酸浸泡处理，用水反复漂洗至上清水为中性，干燥备用；

b、异相Fenton催化剂FeY的制备

配制浓度为0.03mol·L^-1的FeSO₄.7H₂O溶液，加入吸附反应器中，每500毫升配制好的溶液中加入2.0g NaY型分子筛，调节pH为3.0，封口以防止水分挥发和O₂溶入，在30℃的温度下，用磁力搅拌器上以300r·min^-1搅拌24h，抽滤，并用去离子水洗涤抽滤后在110℃下烘6h得到催化剂。

本发明提供的类Fenton光催化剂，是以NaY分子筛为载体的异相Fenton光催化剂，负载后的固相催化剂提高了H₂O₂的利用率；且与均相Fenton相比，催化酸度条件较宽，使反应初始PH值提高到5.0，更接近中性的水环境条件；催化剂FeY在循环使用5次后，依然保持着很好地光催化活性，说明以NaY分子筛为载体的异相Fenton试剂在降解藻毒素的过程中具有很好地稳定性，可重复使用。

应用实例：在15mL圆柱形玻璃瓶中加入2.0mg/L的标样微囊藻毒素(MC-LR)溶液，用0.05mol/L H₂SO₄调节反应初始pH值为5.0，加入10mg的FeY和5×10^-3mol/L的H₂O₂溶液，在可见光(λ＞420nm)辐射下，16小时内对MC-LR的降解率达到96％左右，TOC矿化率达到70％。

所用样品MC-LR用高效液相色谱法跟踪测定：

高效液相色谱仪配置二极管阵列检测器water600--HPLC-PDA，

检测波长238nm；

色谱条件：

KromasilC₁₈色谱柱(4.6mm×150mm，粒径10μm)，柱温：40℃

流动相：65％甲醇：35％去离子水(0.05％TFA)，流速：0.6mL/min.

进样量：20μL。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是分子筛与Fe²⁺的负载配比曲线。

图2是FeY对MC-LR降解动力学

具体实施方式

实施例：

a、NaY型分子筛的前处理

NaY型分子筛用10％的盐酸浸泡24小时以除去交换点位上可能残留的杂质，用蒸馏水清洗使滤液呈中性；用10％的氢氧化钠溶液同样处理，以溶去残留的其他阳离子，用水漂洗数次，测滤液呈中性后，再用1～2mol/L的稀盐酸浸泡处理，用水反复漂洗至上清水为中性，干燥备用；

b、异相Fenton催化剂FeY的制备

配制好500mL浓度为0.03mol·L^-1的FeSO₄.7H₂O溶液，加入吸附反应器中，取2.0g NaY型分子筛加入，调节pH为3.0，封口以防止水分挥发和O₂溶入，保持30℃下，于磁力搅拌器上以300r·min^-1搅拌24h，抽滤，并用去离子水洗涤抽滤3次，催化剂于110℃下烘6h得到催化剂。