[发明专利]一种以蛋白土为载体的非均相Fenton催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂新材料技术和水处理技术领域，具体涉及一种以蛋白土为载体的非均相Fenton催化剂的制备方法。

背景技术

近年来，环境污染问题已成为全社会关注的焦点，而水污染更是对人类的健康及生存环境造成极大的危害。传统的废水处理方法如物理吸附、生物降解、电化学法等在处理有机印染废水的过程中均存在明显缺陷。Fenton技术作为一种高级氧化技术近年来被广泛应用于各类废水的处理过程中，并取得显著的效果。但传统的Fenton技术存在易产生铁泥、催化剂无法回收、反应溶液呈酸性等问题。所以，近年来非均相Fenton技术受到越来越多的关注。非均相Fenron技术是通过离子交换、配位或其它方式将Fe³⁺固定到目标材料的结构上，制备出非均相Fenton催化剂。非均相Fenton催化剂能够克服均相Fenton催化剂无法回收、容易造成二次污染等问题。目前已有大量的新型非均相Fenton催化剂被制备出来，如S-Fe2O3(Appl.Catal.B:Environ.,2010,96,162-16)、Fe-TiO2(Appl.Catal.B:Environ.,2011,107,363-371)等。然而，这些催化剂在实际废水处理过程中存在成本较高，且大多数掺杂了金属元素，容易造成二次污染。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术的不足而提供一种以蛋白土为载体的非均相Fenton催化剂的制备方法。

本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

本发明的以蛋白土为载体的非均相Fenton催化剂的制备方法包括以下步骤：

a、将蛋白土原土在400-600℃的条件下进行焙烧，并采用HCl进行酸浸提纯处理；在85~100℃水浴条件下反应1.5~2.5小时，加入6~8倍水稀释后过滤、干燥得到提纯蛋白土；其中，蛋白土原土与HCl的质量比为3:1，HCl浓度为10%-15% 。

b、将提纯蛋白土与Fe（NO₃）₃﹒9H₂O溶液混合，水浴条件下搅拌，逐滴加入NaOH溶液，陈化后得到沉淀物；其中，所述提纯蛋白土、Fe(NO₃)₃﹒9H₂O溶液、NaOH溶液的比例为1.0-3.0g：100-150mL：100-150mL，所述Fe（NO₃）₃﹒9H₂O溶液和NaOH溶液的浓度分别为0.02mol/L和0.06mol/L，水浴温度60℃，陈化时间24h。

c、将步骤b所得产物加入蒸馏水反复离心水洗至中性，再将所得离心物进行干燥处理后置于马弗炉中，在450-500℃的条件下焙烧2-3h，得到蛋白土-Fe₂O₃非均相Fenton催化剂。

本发明步骤c中所述干燥处理是采用鼓风干燥箱进行干燥，温度为110℃，时间为4-6h。

本发明制备的以蛋白土为载体的非均相Fenton催化剂能够高效降解罗丹明B染料废水。试验过程如下：在室温、可见光照射条件下，将100ml浓度为40mg/L的罗丹明B溶液倒入光反应装置中，加入0.015g蛋白土-Fe₂O₃复合材料，利用H₂SO₄和NaOH调节溶液pH；无光条件下磁力搅拌15min，使催化剂在溶液中分散均匀，然后加入9.0mmol/L的H₂O₂，同时开启光源；以此作为反应的起始点，依次在10、20、40、60、80、100、120min时取样，在4000r/min条件下离心8min，取上清液并利用多功能水质测试仪在554nm处测量各样品的吸光度，然后将其转化为浓度并计算脱色率。

本发明的的有益效果如下：

（1）本发明以吸附性能良好、廉价易得的蛋白土为载体，制备出非均相Fenton催化剂，不仅克服了传统Fenton催化剂无法回收等缺陷，而且具有反应过程温和制备成本低等优势。

（2）本发明能够高效降解罗丹明B染料废水，在仅消耗H₂O₂9.0mmol/L的条件下，反应2h即可有效脱出罗丹明B的色度及COD含量，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1中为蛋白土原土的EDS能谱图。

图2中为蛋白土-Fe2O3催化剂的EDS能谱图。