[发明专利]CuO-MnFe2

说明书

本发明提供了一种CuO‑MnFe₂O₄复合材料及制备方法和催化剂及应用，涉及材料制备及环境技术领域。CuO‑MnFe₂O₄复合材料中CuO和MnFe₂O₄掺杂的摩尔比为(1‑10)：(1‑5)，优选为(5‑10)：(1‑3)；进一步优选为10：1。本发明提供的CuO‑MnFe₂O₄复合材料中CuO和MnFe₂O₄掺杂的摩尔比为(1‑10)：(1‑5)，能够快速活化过硫酸盐，产生具有超强氧化能力的硫酸根自由基，利用硫酸根自由基去除废水中的有机污染物。

技术领域

本发明涉及材料制备及环境技术领域，尤其是涉及一种 CuO-MnFe₂O₄复合材料及制备方法和催化剂及应用。

背景技术

保护水环境不受污染是当前人类广泛关注的社会问题。随着现代工业的发展，各种有机物的使用及有机废水的排放造成了地表水环境的污染，有机废水的产生对水资源造成了严重的威胁。在这些污染中，工业染料废水是水污染的主要来源。三苯甲烷染料由于色泽鲜艳、固色率高和染色牢度好等特点而被广泛用作工业染料，但该类染料废水由于色度高、毒性强、难降解，且易致癌而成为现阶段急需治理的废水之一。罗丹明B作为三苯甲烷衍生物，具有较好的水溶性，易于分析，代表性强，广泛用于制造油漆和腈纶等织物的染色以及生物制品的染色，直接排入水中对生物体产生的毒性非常大，对整个生态环境平衡和人体健康造成严重威胁。

高级氧化技术由于在处理这类有机物方面效果明显而备受关注。传统的高级氧化技术是利用过氧化氢和臭氧等产生羟基自由基 (·OH)来降解有机污染物的。·OH能够迅速、无选择性的降解大部分有机污染物，但因其在水溶液中寿命较短，需要在酸性条件下来氧化污染物等缺点而应用受限。近年来，利用活化过硫酸盐产生硫酸根自由基(SO₄^-·)的技术能够克服以上缺点，且氧化性好，溶解性高，逐渐成为一种新型的极具发展前景的高级氧化技术。常用的活化方法主要包括热活化法、光活化法、过渡金属催化剂活化法等。在这几种活化方式中，热活化技术快速、高效且可通过温度来调控有机物的降解速率，但能耗过大，不适用于大面积受污染水体及土壤。光活化技术安全无毒，不引起二次污染，适用于饮用水及微污染水的处理，但存在能源消耗的问题。而过渡金属催化剂活化技术由于过渡金属离子激活在室温下进行无需外加能量能耗少，操作简单应用更广泛。

目前，将氧化铜(CuO)和铁酸锰(MnFe₂O₄)相结合制备过渡金属催化剂，并且将该催化剂用于活化过硫酸盐的研究未见报道。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种CuO-MnFe₂O₄复合材料，该 CuO-MnFe₂O₄复合材料能够快速活化过硫酸盐，产生具有超强氧化能力的硫酸根自由基，利用硫酸根自由基去除废水中的有机污染物。

本发明提供的CuO-MnFe₂O₄复合材料，所述CuO-MnFe₂O₄复合材料中CuO和MnFe₂O₄掺杂的摩尔比为(1-10)：(1-5)，优选为 (5-10)：(1-3)；进一步优选为10：1。

本发明的第二目的在于提供一种CuO-MnFe₂O₄复合材料的制备方法，该制备方法操作简单、成本低、能耗小和无污染。