[发明专利]一种CoAl-LDH@CoSx复合材料的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及CoAl‑LDH@CoS_x复合材料的制备方法及其应用。将硝酸钴，硝酸铝，尿素和氯化铵溶于超纯水中，将该混合溶液超声10分钟使其充分溶解后转移入到高压反应釜中水热反应，然后自然冷却至室温，所得产物水洗多次过滤烘干研磨过筛后分散于硫化钠溶液中磁力搅拌后，洗净抽滤烘干后即可得到花状无定型硫化钴/水滑石复合催化剂。将该复合催化剂置于某种PPCPs溶液中，加入PMS后下进行磁力搅拌。本发明的CoAl‑LDH@CoS_x复合材料对水中PPCPs具有极强的降解能力。

技术领域

本发明涉及一种CoAl-LDH@CoS_x复合材料的制备方法及其应用。

背景技术

药物及个人护理品（Pharmaceutical and Personal Care Products，PPCPs）是一类包括各种抗生素，染发剂和杀菌剂等在内的新兴有机污染物，经过人类生命代谢以及日常活动，这种具有强生物活性、潜在致癌性以及难以被生物降解的物质源源不断地被引入自然水体中。这对人们赖以生存的生态环境以及饮用水安全构成了严重的威胁。虽然PPCPs在水环境中的赋存浓度并不高，因此很少有此类物质对人类或动物造成急性毒性作用的情况，但是PPCPs具有较强的富集能力，会持续在生物体中累积从而产生潜在的生态毒性。因此，针对水中痕量PPCPs的有效降解与高效去除方法的探索对保障人类饮水健康以及生态环境的保护具有重大意义。

目前，研究者对水中PPCPs的控制方法主要有吸附法，膜分离法，人工湿地，高级氧化法以及以上工艺的联用，其中高级氧化法凭借着其降解效率高，深度处理能力强等优势在近些年来受到研究者们的广泛关注。在各类高级氧化法中，基于硫酸根自由基的方法凭借着降解速度快，pH适应性好，矿化程度高等优点尤其受到研究者的青睐。硫酸根自由基高级氧化的核心即过硫酸盐（PMS，PDS）的激活，其中PMS由于分子高度不对称性相较于PDS更易于活化产生硫酸根自由基，自Ball等1956年首次报道Co可以催化Oxone产生强氧化性自由基后，过渡金属/PMS体系用于产生硫酸根自由基的方式已经代替热、光、微波等高能活化方式成为了研究者们重点研究的方向，而困扰着水处理研究者们的核心问题在于，过量的过渡金属作为催化剂催化PMS降解水中有机物的同时又是一种重金属污染物从而对水体造成了二次污染，于是，基于过渡金属/PMS体系的异相催化-含过渡金属的异相催化剂的研究与开发逐渐成为了水处理领域的热门方向。

水滑石（LDH），一种常作为吸附剂或催化剂被用于水处理领域的粘土材料，其独特的空间结构使得水滑石极适合用于去除水中污染物，但其在极端pH环境下不稳定以及对水中共存阴离子敏感的缺点使得作为催化剂用于实际水体污染处理受到了极大的限制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于采用Na₂S对CoAl-LDH进行刻蚀，提供了一种CoAl-LDH@CoS_x复合材料的制备方法，以得到一种壳式硫化钠刻蚀水滑石CoAl-LDH@CoS_x复合材料；本发明的目的之二在于提供CoAl-LDH@CoS_x复合材料在催化降解水中PPCPs的应用。

本发明的技术方案如下：

一种CoAl-LDH@CoS_x复合材料的制备方法，将CoAl-LDH粉末分散于硫化钠溶液中，搅拌10-20min后，过滤，得固相物，烘干，获得CoAl-LDH@CoS_x复合材料。

进一步地，将CoAl-LDH粉末分散于硫化钠溶液中，搅拌10-20min后，洗净抽滤，得固相物，烘干，获得CoAl-LDH@CoS_x复合材料。

进一步地，搅拌14-16min。

进一步地，所述CoAl-LDH粉末的制备方法包括如下步骤：

（1）配置水溶性钴盐、水溶性铝盐、尿素、铵盐的混合溶液；