[发明专利]一种Co-Fe3

说明书

本发明涉及一种Co‑Fe₃O₄催化剂的制备方法，包括如下步骤：以六水合氯化铁、乙酸铵、氯化钴为原料，溶于乙二醇中，采用水热法制得Co‑Fe₃O₄催化剂。一种Co‑Fe₃O₄催化剂在催化活化过硫酸盐降解污染物中的应用。本发明的有益效果为：在Fe₃O₄中掺入钴，使获得的Co‑Fe₃O₄催化剂具有高孔隙率和高铁磁性，结构有序，有掺杂钴的Fe₃O₄和富钴的壳层；产物中的Fe³⁺离子位于四面体位置，Fe²⁺、Fe³⁺的混合价离子分别位于八面体位置，掺钴Fe₃O₄中空亚微球晶体对水中的TC具有较高的催化活化过硫酸盐降解有机污染物的效果。

技术领域

本发明涉及高级氧化及新材料技术领域，具体涉及一种Co-Fe₃O₄催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，工业化引起的地表水及地下水污染日益严重，引起了广泛的关注，在各类水污染中，有机污染占主导地位，这类污染具有排放量大，污染面广且种、类繁多等特点，特别是生物难降解、持久性、有毒有害污染物更可以通过食物链富集，严重威胁人类的健康与发展。

如何高效地治理有机污染废水，消减环境负荷，保护人类生存环境，是我国新常态下亟需解决的重要问题。

高级氧化法，作为一种常见的有机污染废水处理技术，因其简单、快速、绿色等特点而备受青睐，活化过二硫酸盐(peroxydisulfate，PDS)产生硫酸根自由基(SO4·-，E0＝2.5-3.1V)去除有机污染，是目前发展起来的颇有应用前景的高级氧化技术之一。SO4·-活性极强，在反应中能与有机污染物进行加合、取代、电子转移、断键等反应，使水中的大分子有毒污染物被氧化降解为低毒或无毒的小分子物质，甚至直接矿化成CO₂和H₂O。

催化剂的性能是决定催化体系效率的关键，非均相催化剂克服了均相催化剂利用效率低，无法循环使用，运行成本高等缺陷。因此，制备高效、绿色的非均相催化剂对PDS体系用于难降解有机废水的处理具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种Co-Fe₃O₄催化剂及其制备方法和应用，以克服上述现有技术中的不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种Co-Fe₃O₄催化剂的制备方法，包括如下步骤：

以六水合氯化铁、乙酸铵、氯化钴为原料，溶于乙二醇中，采用水热法制得Co-Fe₃O₄催化剂。

进一步，包括如下步骤：

S100、将摩尔配比为4:(1～4)：3的六水合氯化钴、氯化钴、乙酸铵加入至乙二醇中混合均匀，得到悬浮液；

S200、将悬浮液转移至反应釜中进行水热反应，温度为200℃～240℃，时间为18h～28h，得到产物A；

S300、对产物A进行离心分离，得到黑色沉淀物；

S400、对黑色沉淀物进行恒温干燥，得到Co-Fe₃O₄催化剂。

进一步，步骤S100中混合均匀所采用的方式为：先搅拌0.5h以上，再超声0.5h以上，使六水合氯化钴、氯化钴、乙酸铵分散均匀。