[发明专利]普鲁士蓝改性CeO2

说明书

本发明公开了一种普鲁士蓝改性CeO₂的新型高效多相Fenton催化剂，催化剂载体为二氧化铈，铁源为普鲁士蓝。相应的，发明人还建立了该催化剂的制备方法。试验表明，所得新型高效多相Fenton催化剂在pH2‑9范围内对水中诺氟沙星具有较高的Fenton催化氧化能力及稳定性。本发明的新型高效多相Fenton催化剂制备简便容易，具有催化效率高、铁离子溶出量低、稳定性好及pH范围广(2‑9)的特点，不仅提高了催化剂的催化效率，更拓宽了反应pH的应用范围，且使用寿命长，可用于水处理高级氧化，如降解抗生素等有机污染物。

技术领域

本发明属于Fenton催化剂技术领域，尤其涉及一种普鲁士蓝改性CeO₂的新型高效多相Fenton催化剂。

背景技术

Fenton反应以其处理效率高，操作容易，设备简单等优点受到了环境工作者的广泛关注。然而，传统均相Fenton反应存在反应pH较低及反应结束后产生的铁泥等问题限制了其在废水处理中的应用。非均相Fenton反应体系，即催化剂以固态存在，具有pH应用范围广、稳定性好等优点，且催化剂可与废水分离，处理流程大大简化，解决了均相Fenton 反应在运行过程中的问题。因此，制备pH应用范围广且高效稳定的非均相Fenton催化剂具有十分重要的意义。

CeO₂属于镧系氧化物，具有立方萤石结构及较高的氧空位，在氧化还原条件下，CeO₂可以通过Ce³⁺/Ce⁴⁺的相互转换储存和释放氧，在催化领域无论是作为载体还是催化剂、助剂都具有广泛的应用。CeO₂分子结构中的氧空穴可以直接将H₂O₂还原为·OH，提高其催化效果，研究发现由于氧空穴的存在，使H₂O₂更容易被CeO₂吸附，有利于Fenton反应的进行。在CeO₂催化过程中，Ce³⁺被氧化成Ce⁴⁺的过程极易发生。相对而言，Ce⁴⁺还原成Ce³⁺的过程却困难的多。金属或金属氧化物的掺杂，可极大程度地改善CeO₂的可还原性，从而提高 CeO₂/H₂O₂体系的催化活性。

作为典型均相及非均相Fenton催化剂，铁及其氧化物均具有广泛的应用及研究背景。普鲁士蓝是一种无机物，具有多价态Fe及氧化还原能力，并且具有过氧化物模拟酶的性质，可以催化过氧化氢氧化有机物。

目前普鲁士蓝改性CeO₂的新型高效多相Fenton催化剂的文献还鲜有报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种制备简单容易、催化氧化能力强且稳定性好的普鲁士蓝改性CeO₂的新型高效多相Fenton催化剂。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

普鲁士蓝改性CeO₂的新型高效多相Fenton催化剂，催化剂载体为二氧化铈，铁源为普鲁士蓝。

该催化剂由催化剂载体CeO₂和含铁化合物(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O以及K₃Fe(CN)₆制成。