[发明专利]铁酸铜/沸石尖晶石复合材料的制备方法及其应用

说明书

铁酸铜/沸石尖晶石复合材料的制备方法及其应用，涉及水处理技术领域。本发明提供铁酸铜/沸石尖晶石复合材料的制备方法及其应用，制备得到一种实用、方便且高效的催化剂，能够有效地催化臭氧氧化降解水体中的有机污染物阿特拉津。方法：将硝酸铜和硝酸铁加入到无水乙醇中，搅拌，然后加入无水柠檬酸，再搅拌，得到铁酸铜溶胶态混合液；向铁酸铜溶胶态混合液中加入天然沸石粉，继续搅拌至铁酸铜溶胶态混合液蒸干，然后进行研磨，再高温煅烧，最后空冷至室温，研磨，得到铁酸铜/沸石尖晶石复合材料。本发明可获得铁酸铜/沸石尖晶石复合材料的制备方法及其应用。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及铁酸铜/沸石尖晶石复合材料的制备方法及其应用。

背景技术

传统的高级氧化技术是以·OH为主要活性物质降解污染物。·OH具有极强的氧化性和无选择性，使得它与有机物反应速度很快，氧化速率常数大多在108M^-1 s^-1～1010M^-1s^-1。非均相催化臭氧氧化工艺作为高级氧化技术之一，也是以促进臭氧分解为·OH为主，从而来提高有机物的去除效果。非均相催化臭氧氧化工艺不需要向反应体系中加入复杂的化学药剂，并且加入到反应装置的固体催化剂易于回收处理，同时具有操作运行简单、维护方便等特点，因此在实际水处理过程中具有良好的应用前景。

阿特拉津(Atrazine，ATZ)又名莠去津，是一种三嗪类农药除草剂，被广泛应用于玉米、果园及农田杂草的控制和防治，由于其除草功效优良、价廉易得，成为目前世界上使用最广泛也是最重要的除草剂之一。我国是一个农业大国，农药的生产与使用均居世界前列，约占世界总产量的十分之一。我国从上个世纪80年代初开始使用阿特拉津，近年来使用范围仍不断扩大。研究表明，在所施用的农药中，有20％～70％会长期残留于土壤中，而阿特拉津具有土壤淋溶性，容易经降雨或地表水淋滤渗入含水层内产生生物富集，引起水环境污染。人体长期暴露在阿特拉津中，免疫系统、淋巴系统、生殖系统和内分泌系统都会受到影响，有可能产生畸形、诱导有机体突变等，严重危害人类健康。因此，开发有效的处理技术以去除水中的阿特拉津至关重要。

阿特拉津的降解脱除主要有以下三种方法：物理吸附，化学氧化和生物降解，但是以上方法存在普遍成本高、实验过程慢和阿特拉津降解不完全的问题。使用吸附法，经济有效的吸附剂制备比较困难，此外还存在解析的问题；采用氧化法，工艺的运行处理费用较高，在一定程度上限制了它们的推广；利用微生物降解，存在是否会产生二次污染、微生物是否会释放出对人类有害的物质等担忧。

发明内容

本发明提供铁酸铜/沸石尖晶石复合材料的制备方法及其应用，制备得到一种实用、方便且高效的催化剂，能够有效地催化臭氧氧化降解水体中的有机污染物阿特拉津。

铁酸铜/沸石尖晶石复合材料的制备方法，按以下步骤完成：

一、在90℃～100℃的温度条件下，将硝酸铜和硝酸铁加入到无水乙醇中，搅拌均匀，然后加入无水柠檬酸，再搅拌均匀，得到铁酸铜溶胶态混合液，所述硝酸铜与硝酸铁的摩尔比为1:2，硝酸铜和硝酸铁的总物质的量与无水乙醇的体积的比为11.49mmol:(100mL～120mL)，无水乙醇的体积与无水柠檬酸的物质的量的比为(100mL～120mL):7.66mmol；

二、在90℃～100℃的温度条件下，以10mg/s～20mg/s的速率向铁酸铜溶胶态混合液中加入天然沸石粉，继续搅拌至铁酸铜溶胶态混合液蒸干，然后进行研磨，再升温至400℃，并在400℃的温度条件下煅烧8h，最后空冷至室温，研磨，得到铁酸铜/沸石尖晶石复合材料，所述铁酸铜溶胶态混合液中铁酸铜与天然沸石粉的质量比为1:(1～5)。

本发明的有益效果：