[发明专利]一种氧化锰纳米线负载四氧化三铁磁性芬顿催化剂及其一步合成方法及应用

说明书

本发明属于芬顿催化剂的制备技术领域，尤其涉及一种氧化锰纳米线负载四氧化三铁磁性芬顿催化剂及其一步合成方法及应用。所述催化剂由氧化锰和四氧化三铁组成，其中，所述纳米颗粒状的四氧化三铁负载在氧化锰形成的纳米线上。所述制备方法步骤为：(1)将水溶性的锰源与铁源通过分散于有机溶剂中，形成悬浮液；(2)对步骤(1)的悬浮液进行水热反应，反应结束后进行固液分离，将得到的固体产物洗涤后干燥，即得。本发明通过将磁性纳米四氧化三铁负载在氧化锰纳米线表面，形成催化性能好、易于回收利用的芬顿催化剂，而且该方法具有工艺流程简单高效、操作简便、成本低廉的特点。

技术领域

本发明属于芬顿催化剂的制备技术领域，尤其涉及一种氧化锰纳米线负载四氧化三铁磁性芬顿催化剂及其一步合成方法及应用。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

目前我国水质污染情况日趋严重，污水处理中，由化工、农药、生物医药、纺织等生产过程所产生的高浓度有机废水是污水处理技术的技术难题，水质污染会严重影响工业生产。首先，水质污染会导致设备的结垢。结垢是一种不利于设备的现象，会给生产造成很大损失。例如，热交换设备几乎在所有工艺生产中都会有所应用，如果进入热交换设备中的水质不良，运行一段时间之后，与水接触的受热表面上，就会生成一些固体附着物。因为金属与水垢相比，导热性高很多倍，热负荷很高的管中又极易生成水垢，所以结垢对热交换器的危害性很大。它可以使结垢部位的金属管壁温度过高，引起金属强度下降，这样在生产运行中，在管内压力的作用下，爆管等严重事故容易发生。结垢不仅危害安全运行，而且还会大大降低工业生产的经济性。而且水质污染还会导致设备的腐蚀。如果水质不良，运行设备的金属部件容易被腐蚀，腐蚀不仅缩短设备本身的使用期限，造成经济损失，而且金属腐蚀的产物落入水中，水中杂质增多，进而在高热负荷受热表面上的结垢现象会更加严重，新的结垢继续加速腐蚀，这样的恶性循环会迅速导致爆管事件。

芬顿催化法因具有氧化机理简单、反应速度快、费用低等优点而被业内广泛使用于污水处理上，芬顿反应的研究可以追溯到上个世纪，已有上百年历史。芬顿反应主要利用H₂O₂在Fe²⁺/Fe³⁺的催化作用下生成具有高反应活性的羟基自由基，通过羟基自由基的强氧化性将有机物降解为小分子，或者直接矿化转化为二氧化碳和水，从而达到后续生物处理的要求，适用于生物难降解或者一般化学氧化难以解决的有机废水的氧化处理，能有效去除传统水处理技术无法去除的难降解有机物。但传统的芬顿催化法只能在窄pH范围下进行反应，同时还有其他问题依然无法克服，如催化剂使用过后无法循环利用等。