[发明专利]SBA-15负载四氧化三铁催化剂的应用及其制备方法

说明书

本发明公开了一种SBA‑15负载四氧化三铁催化剂的应用及其制备方法。卡马西平已经是人们最关注的药物类污染物之一。本发明用SBA‑15负载四氧化三铁催化剂在降解卡马西平的过程如下：一、将过硫酸钠加入卡马西平废水中。二、将SBA‑15负载四氧化三铁催化剂添加到卡马西平废水中，使得卡马西平分解。本发明将SBA‑15负载四氧化三铁作为催化剂，类芬顿法降解医用废水中的卡马西平，大大提高了卡马西平的处理效率和效果，且没有二次污染生成。本发明采用绿色环保的方法合成，所需设备条件低廉，制备工艺简便。用类芬顿的方法对卡马西平进行催化降解，处理时间短且降解效率高。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种SBA-15负载四氧化三铁催化剂的制备方法和通过类芬顿法降解卡马西平中的应用。

背景技术

近年来，药物类污染物在污水中的大量残留，从而使废水成分更加复杂、可生化性变差、毒性增大和有机物含量升高，因其对健康的危害和生态毒理学的意义，已经受到了国内外的广泛关注。药物类污染物在人体内未被完全吸收，通过尿液和粪便排出体外，进入到城市污水中。据研究表明，大多数药物类污染物难以被生物降解，传统污水处理厂不具备处理此类污染物的三级处理工艺或高级氧化技术(AOPs)。由于药物类污染物未能及时完全的去除，导致其进入水生环境中，从而产生一系列的不利影响。

卡马西平(Carbamazepine)作为一种被广泛使用的抗惊厥和稳定情绪的药物，用于治疗癫痫、神经源性尿崩症和躁狂抑郁症。每年有超过1000t卡马西平被使用，但由于传统水处理工艺难以对其降解，导致大量的卡马西平进入地下水、地表水和再生水，因此，卡马西平已经是人们最关注的药物类污染物之一。

相比于基于羟基自由基(HO·)的高级氧化技术(AOPs)，以硫酸根自由基(SO4·-)为基础的SR-AOPs工艺，因为其改善矿化和对目标有机化合物高选择性的优点，对药物类污染物降解有很大的潜力。然而找到合适的催化剂进一步提高SR-AOPs工艺对卡马西平的降解仍是一个挑战。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种SBA-15负载四氧化三铁催化剂在卡马西平废水降解中的应用，具体过程如下：

步骤一、将氧化剂加入卡马西平废水中。

步骤二、将SBA-15负载四氧化三铁催化剂添加到卡马西平废水中，使得卡马西平分解。SBA-15负载四氧化三铁催化剂通过在SBA-15分子筛上负载四氧化三铁得到。

作为优选，所述的SBA-15负载四氧化三铁催化剂中SBA-15分子筛的质量分数分别为5％～25％。

作为优选，所述的SBA-15负载四氧化三铁催化剂中SBA-15分子筛的质量分数为16.67％。

作为优选，步骤一中所述的氧化剂采用过硫酸钠。

作为优选，步骤一和二中，持续搅拌卡马西平废水。步骤二中，卡马西平废水保持20～30℃进行反应。

作为优选，所述的SBA-15分子筛采用孔径7-11nm、孔容0.64-0.7cm³/g、比表面积550-650m²/g的介孔硅基分子筛。

本发明的第二个目的在于提供一种SBA-15负载四氧化三铁催化剂的制备方法，具体过程如下：

步骤一、配置FeCl₃·6H₂O溶液、FeSO₄·7H₂O溶液及分散有SBA-15分子筛的氨水溶液。