[发明专利]一种纳米零价铁改性多孔四氧化三钴多相过硫酸盐催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种纳米零价铁改性多孔四氧化三钴多相过硫酸盐催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将酵母菌加入到水中，培养一段时间后，加入四氧化三钴前驱体，充分混合使钴离子吸附到酵母菌表面，然后在180～200℃下反应10～12h，洗涤，干燥，得到多孔四氧化三钴前驱体，在400～550℃下煅烧1～3h，冷却，得到多孔四氧化三钴微球；

(2)将多孔四氧化三钴微球加入到水中，在无氧氛围下加入纳米零价铁前驱体和还原剂并反应20～40min，收集，洗涤，干燥，得到纳米零价铁改性多孔四氧化三钴多相过硫酸盐催化剂；

所述纳米零价铁前驱体与多孔四氧化三钴微球的质量比为(0.5～2.2)：1。

2.根据权利要求1所述一种纳米零价铁改性多孔四氧化三钴多相过硫酸盐催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述酵母菌以酵母菌冻干粉的形式加入，所述酵母菌冻干粉与四氧化三钴前驱体的质量比为(1.0～3.0)：1；所述四氧化三钴前驱体与水的质量比为1：(20～40)。

3.根据权利要求1所述一种纳米零价铁改性多孔四氧化三钴多相过硫酸盐催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述还原剂与nZVI前驱体的质量比为(0.4～0.7)：1；步骤(2)所述多孔四氧化三钴微球与水的质量比为(0.4～0.8)：100。

4.根据权利要求1或2或3所述一种纳米零价铁改性多孔四氧化三钴多相过硫酸盐催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述纳米零价铁前驱体与多孔四氧化三钴微球的质量比为(0.535～2.14)：1。

5.根据权利要求1或2或3所述一种纳米零价铁改性多孔四氧化三钴多相过硫酸盐催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述酵母菌为酿酒酵母菌；所述四氧化三钴前驱体为Co(CH₃COO)₂·4H₂O；步骤(2)所述nZVI前驱体为FeSO₄·7H₂O；所述还原剂为NaBH₄。

6.根据权利要求5所述一种纳米零价铁改性多孔四氧化三钴多相过硫酸盐催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述酵母菌培养的条件为35℃下，160～180rpm振荡条件下保持24～36h；步骤(1)所述洗涤为分别用乙醇和水洗涤1～3；所述干燥条件为50～70℃下烘干8～14h；步骤(1)所述煅烧在马弗炉中进行，以1℃/min的升温速率升温至400～550℃；

步骤(2)所述无氧氛围为氮气氛围；步骤(2)所述洗涤条件为分别用无氧水和无水乙醇洗涤1～3次，所述干燥条件为在60～80℃下干燥8～12h。

7.权利要求1～6任一项所述方法制得的一种纳米零价铁改性多孔四氧化三钴多相过硫酸盐催化剂。

8.权利要求7所述一种纳米零价铁改性多孔四氧化三钴多相过硫酸盐催化剂在过硫酸盐体系催化降解抗生素领域中的应用。

9.根据权利要求8所述一种纳米零价铁改性多孔四氧化三钴多相过硫酸盐催化剂在过硫酸盐体系催化降解抗生素领域中的应用，其特征在于，所述应用包括以下步骤：将纳米零价铁改性多孔四氧化三钴多相过硫酸盐催化剂与过二硫酸盐加入到抗生素废水中，反应产生具有攻击作用的自由基分子，完成对废水中抗生素的降解处理；

所述纳米零价铁改性多孔四氧化三钴多相过硫酸盐催化剂在抗生素废水中的投加量为0.04～0.24g/L；所述PDS在抗生素废水中的浓度为0.05～2.5mmol/L；所述抗生素废水中抗生素的浓度为10～40mg/L；所述抗生素废水的pH为3.0～9.0。

10.根据权利要求9所述一种纳米零价铁改性多孔四氧化三钴多相过硫酸盐催化剂在过硫酸盐体系催化降解抗生素领域中的应用，其特征在于，所述纳米零价铁改性多孔四氧化三钴多相过硫酸盐催化剂在抗生素废水中的投加量0.1～0.24g/L；所述过二硫酸盐在抗生素废水中的浓度为0.9～2.5mmol/L；所述抗生素废水中抗生素的浓度为10～20mg/L；所述抗生素废水的pH为3.0～7.0；所述降解处理的时间为5～30min。