[发明专利]量子点修饰型铁钴氧化物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种量子点修饰型铁钴氧化物及其制备方法和应用，该量子点修饰型铁钴氧化物主要由含铁钴普鲁士蓝类似物、苯甲醇、含钴离子有机化合物与氨水油浴反应后经热处理制得。制备方法包括将铁氰化钾溶液和钴离子溶液配位合成含铁钴普鲁士蓝类似物，分散于苯甲醇中，加入含钴离子有机化合物溶解后，与氨水混合进行油浴反应再经热处理，即得产物。本发明的量子点修饰型铁钴氧化物分散性好、比表面积大、催化位点多、催化效率高，且具有较好的磁性，易于分离和再利用，制备过程简单方便，成本低，且环保，可用于处理抗生素废水，去除效率高、去除效果彻底、无二次污染，有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于环境治理领域，涉及一种量子点修饰型铁钴氧化物及其制备方法和应用。

背景技术

抗生素(antibiotics)是由微生物(包括细菌、真菌、放线菌属)或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物，是一类能干扰其他生活细胞正常发育功能的化学物质。抗生素由于具有使用简便、化学性质稳定、抗菌谱广、价格低廉、毒性小、应用广等优点而得到广泛的应用。然而抗生素使用后不能完全被生物体吸收，大部分以原形或代谢物(如共轭态、水解产物等)形式随尿液和粪便排入水体和土壤环境。由于抗生素污染物不易被生物降解，部分抗生素还具有生物富集性，且会诱导产生抗性基因，对生态环境和人类健康构成潜在的威胁。近年来有大量关于四环素类污染的报告，四环素污染问题也越来越受到人们的重视。因此，对污染水体中四环素的处理已经成为现今人类面临的重要的环境课题。

高级氧化技术(Advanced oxidation processes)具有快速高效、操作简便，环境友好等优点，已成为有机物污染修复的研究热点。其中，过硫酸盐氧化法(S₂O₈^2-，E₀＝2.1V)可以有效、迅速且彻底地去除污染废水中的有机污染物，且因其稳定性强、易运输、成本低、无污染等特点，基于过硫酸盐的高级氧化技术在有机污染废水治理中具有广阔的应用前景。然而，传统的均相反应体系中，过渡金属离子与过硫酸盐的自由接触虽然克服了传质限制，但SO₄^·-过快的生成速率容易造成自由基过剩，或加剧金属离子对自由基的反应消耗，不利于其与有机污染物的“有效反应”。此外，处理之后的水体中金属离子的浓度含量较高，为避免造成二次污染，需进一步的处理才能排放，操作复杂且处理成本增加。近年来，以金属氧化物替代游离态金属离子催化激活过硫酸盐氧化降解有机污染物的多相反应体系引起了极大的关注。但是，传统的金属氧化物催化剂存在催化效率较低的缺点。因此，提供一种催化性能好、制备成本低、环保的金属氧化物类催化剂，对于高效、彻底的去除废水中的抗生素具有重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种催化性能好、制备成本低、环保的量子点修饰型铁钴氧化物及其制备方法，还提供了一种量子点修饰型铁钴氧化物在处理抗生素废水中的应用，具有处理效率高、处理效果好、操作简便、处理成本低、环保等优点。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

一种量子点修饰型铁钴氧化物，所述量子点修饰型铁钴氧化物主要由含铁钴普鲁士蓝类似物、苯甲醇、含钴离子有机化合物和氨水进行油浴反应后经热处理制得，得到的量子点修饰型铁钴氧化物主要由铁钴氧化物和负载于所述铁钴氧化物上的Co₃O₄量子点组成。

上述的量子点修饰型铁钴氧化物，优选的，所述Co₃O₄量子点的粒径为5nm～10nm。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种量子点修饰型铁钴氧化物的制备方法，包括以下步骤：

S1、将铁氰化钾溶液和钴离子溶液混合进行配位反应，得到含铁钴普鲁士蓝类似物；