[发明专利]一种纳米棒状铋掺杂硫化钼球体多相芬顿催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种纳米棒状铋掺杂硫化钼球体多相芬顿催化剂及其制备方法和应用，所述方法包括以下步骤：(1)将钼酸盐、铋盐和硫脲在去离子水中溶解，分散均匀，得到混合体系A；(2)将混合体系A置于密闭的反应容器中，在温度180‑220℃下进行水热反应，水热反应时间不少于18小时，得到混合体系B；(3)将混合体系B用去离子水和有机溶剂交替洗涤后烘干，得到所述纳米棒状铋掺杂硫化钼球体多相芬顿催化剂。本发明的本发明方法操作简单，成本低。本发明的催化剂具有典型的纳米棒包覆小球结构，有大的比表面积，具有高的H₂O₂利用率；且具有很好的催化活性和稳定性，属于固体催化剂，便于与水分离，便于回收循环利用。

技术领域

本发明属于水处理催化剂材料制备与应用领域，具体涉及一种纳米棒状铋 掺杂硫化钼球体多相芬顿催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

环境和能源是当今世界两大热点主题。芬顿反应的环境意义在于能够利用 其反应过程中产生的羟基自由基破坏有机污染物结构。而经典的芬顿反应由于 其速率限制步骤的存在，不仅中性条件下反应活性差，而且存在严重的能量浪 费问题。比如H₂O₂最终被无效氧化分解为氧气，使其利用率低下；铁离子不断 消耗，最终形成大量铁泥，既浪费资源又增加处理能耗。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种纳米棒状铋掺 杂硫化钼球体多相芬顿催化剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种芬顿催化剂的制备方法， 所述方法包括以下步骤：

(1)将钼酸盐、铋盐和硫脲在去离子水中溶解，分散均匀，得到混合体系 A；

(2)将混合体系A置于密闭的反应容器中，在温度180-220℃下进行水热 反应，水热反应时间不少于18小时，得到混合体系B；

(3)将混合体系B用去离子水和有机溶剂交替洗涤后烘干，得到所述纳米 棒状铋掺杂硫化钼球体多相芬顿催化剂。

所述方法用钼酸盐、铋盐和硫脲(CH₄N₂S)分别作为钼源、铋源和硫源， 超声处理后，通过原位掺杂的水热过程制备催化剂。本发明方法操作简单，成 本低。

优选地，步骤(1)中，所述钼酸盐、铋盐的用量为：钼酸盐中钼元素和铋 盐中铋元素的摩尔比为7:10-5。

更优选地，步骤(1)中，所述钼酸盐、铋盐的用量为：钼酸盐中钼元素和 铋盐中铋元素的摩尔比为1:1。

优选地，硫脲的用量为：铋盐中铋元素和硫脲的摩尔比为1：3-6。

更优选地，硫脲的用量为：铋盐中铋元素和硫脲的摩尔比为1：5。

当钼酸盐、铋盐和硫脲用量符合上述关系时，制备得到的纳米棒状铋掺杂 硫化钼球体多相芬顿催化剂的性能更好且节省原料。

优选地，所述钼酸盐为钼酸铵((NH₄)₆Mo₇O₂₄)，所述铋盐为硝酸铋 (Bi(NO₃)₃)。

优选地，步骤(1)中，分散均匀的方法为：搅拌或者超声处理中的至少一 种，超声处理的时间为20-40min，超声处理的温度为30-50℃，搅拌的温度为 30-50℃。

更优选地，步骤(1)中，超声处理的时间为30min，超声处理的温度为45℃。

优选地，步骤(2)中，水热反应时间20-25h。

优选地，步骤(2)中，水热反应温度为200℃。

优选地，步骤(2)中，所述密闭容器为高压反应釜。