[发明专利]一种制备硫改性四氧化三铁镶嵌于SBA-15复合物的方法及应用

说明书

本发明公开了一种制备硫改性四氧化三铁镶嵌于SBA‑15复合物的方法及用于催化降解水中污染物的应用，包括如下步骤：在用作载体之前，SBA‑15在80℃下在真空烘箱中干燥；将适量的FeSO₄·7H₂O和FeCl₃·6H₂O的水溶液在50℃氮气条件下，超声处理1min，添加氨水调节溶液呈碱性，机械搅拌30min；将作为铁前体的溶液与Na₂S₂O₃·5H₂O所配溶液逐渐加入到SBA‑15中，并通过剧烈搅拌混合；将混合物老化24小时，然后在85℃的烘箱中干燥过夜。将沉淀物在105℃下脱水3小时，并在400℃在N₂中煅烧3小时。该催化剂的优点：一、对染料具有非常好的去除效果，而且克服了传统催化剂仅适用于强酸性反应环境的限制。二、在酸性和中性的条件下，所制备催化剂的稳定性都有了很大的提升，具有很好的可重复应用性。

技术领域

本发明涉及一种制备硫改性四氧化三铁镶嵌于SBA-15复合物的方法及用于催化降解水中污染物的应用，属于环境保护中的水处理领域。。

背景技术

随着全球经济发展和人类生活活动的需求，越来越多的合成染料被广泛合成和应用于纺织，造纸和印刷等行业。然而，在染料制造和染色过程中，大量的染料流失进入水源，污染自然环境。由于这些合成染料之前从未在自然环境中存在过，因此很难被生物降解。而且，它们中的许多都是毒性很强和有致癌效应的。研究表明释放到环境中的这些合成染料已经对生态和人类健康产生严重威胁。因此，必须采取适当措施，从水体中去除这些具有严重危害的合成染料。

芬顿工艺已被证明是处理废水中有机污染物的有效方法。其机理和动力学已被广泛研究。在芬顿反应中产生羟基和超氧自由基，其能有效降解和矿化有机物为二氧化碳、水和一些其它无机物质。虽然认为芬顿试剂是一种强大的氧化剂，但是其在处理工业废水中仍面临一些问题，例如适用的pH范围非常窄，并且在反应结束后从体系中除去铁离子是非常昂贵不符合工业要求的。因此，越来越多的研究工作集中于非均相芬顿过程，以避免均相芬顿存在的问题。含铁固体化合物作为常用的非均相芬顿催化剂，被广泛研究并发表。

纳米级磁铁矿Fe₃O₄在非均相Fenton体系中具有有效的催化作用。根据古典Haber-Weiss机理，Fe₃O₄中的Fe²⁺在Fenton反应的起始阶段起重要作用。此外，磁铁矿结构中的八面体位置可以容易地容纳Fe²⁺和Fe³⁺，从而允许Fe物质被可逆地氧化和还原，同时保持相同的结构。因此，它可以作为非均相催化剂稳定地运行而不会明显损失其质量。此外，磁铁矿可以通过外部磁场与反应介质较为容易地分离。然而，纳米粒子倾向于聚集成大颗粒，导致催化性能的恶化，因此具有均匀分布和尺寸选择的纳米催化剂颗粒的制备仍然是一个挑战。而且，由于尺寸太小，纳米粒子在废水处理的实际应用中难以分离和扩散。如XiaobinHu（Applied Catalyst B:Environmental，2011年，第107期，第274-283页）等人制备的反尖晶石氧化铁纳米粒子装饰多壁碳纳米管材料就存在纳米四氧化三铁颗粒容易积聚在多壁碳纳米管表面的问题。所以，非常希望开发一种在合适的基质上制备纳米颗粒的方法，以获得良好的分散性、可分离性以及显著的催化活性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备硫改性四氧化三铁镶嵌于SBA-15复合物的方法及用于催化降解水中污染物的应用。

本发明利用初潮湿浸渍法制备硫改性四氧化三铁镶嵌于SBA-15复合物，通过简单的操作即可制备出产物。

本发明提供的一种制备硫改性四氧化三铁镶嵌于SBA-15复合物的方法及用于催化降解水中污染物的应用，包含的工艺步骤如下：

（1）在用作载体之前，SBA-15在80℃下在真空烘箱中干燥；