[发明专利]一种Fe3

说明书

本发明涉及一种Fe₃O₄‑生物炭复合纳米材料的制备方法及降解水体有机污染物的方法，Fe₃O₄‑生物炭复合纳米材料中Fe₃O₄颗粒均匀分布在生物炭孔隙中，复合材料的比表面积为90‑100m²/g，孔隙体积为0.1‑0.3cm³/g。Fe₃O₄‑生物炭复合纳米材料应用在过氧单硫酸盐体系中降解有机污染物，Fe₃O₄‑生物炭复合纳米材料的吸附与催化协同作用可显著提高Fe₃O₄‑BC/PMS体系中有机污染物的去除效率。在pH3.0条件下，90分钟内去除有机污染物的效率达到了100％。

技术领域

本发明涉及一种Fe₃O₄-生物炭复合纳米材料的制备方法及降解水体有机污染物的方法，属于新型材料合成、有机污染物降解技术领域。

背景技术

目前，去除水中有机污染物的方法涉及到物理、化学和生物等多种方法。例如常用的吸附技术、化学氧化技术、膜生物反应器和高级氧化技术等。

吸附技术就是通过利用多孔吸附剂巨大的表面积，利用范德华力或化学键的作用将被吸附的物质固定在吸附剂的表面，来达到降解污染物的目的。化学氧化法就是通过氧化剂的强氧化性来氧化分解有机污染物，传统的氧化剂有臭氧、过氧化氢等等。生物法即利用微生物的生命活性来降解去除水中的有机污染物，在这类方法中，常用的微生物包括活性污泥、微小小环藻等。高级氧化则是利用目前已知水中氧化能力最强的羟基自由基氧化污染物的一类氧化技术。由于羟基的强氧化性，因此它能够降解几乎所有的有机物，因此高级氧化技术受到了学术界的广泛关注，有学者利用Fenton试剂产生羟基自由基来降解双酚A，取得了良好的效果。然而，芬顿试剂只能在强酸性条件下进行，操作不够安全，因此，此方法利用率比较低。

传统的方法虽然各有其特点，却也存在一些不可忽略的缺陷。例如吸附法中，颗粒活性炭的吸附容量不够大而且粉末活性炭回收率很低，会提高处理成本；氧化法中单独采用过氧化氢氧化效果不够好；微生物不易培养和筛选，受环境条件影响较大，都限制了技术的应用和处理效率的提高。

因此，寻找一种高效、快速降解去除水体有机污染物的方法尤为重要。

发明内容

针对现存技术中的一些问题和缺陷，本发明提供一种Fe₃O₄-生物炭复合纳米材料的制备方法及过氧单硫酸盐(peroxymonosulfate，PMS)体系降解水体有机污染物的方法。

术语说明：

共沉淀法：是指在溶液中含有两种或多种离子，它们以均相存在于溶液中，加入沉淀剂，经沉淀反应后，可得到各种成分的均一的沉淀，它是制备含有两种或两种以上金属元素的复合氧化物超细粉体的重要方法。

本发明的技术方案如下：

一种Fe₃O₄-生物炭复合纳米材料，所述的复合材料为Fe₃O₄纳米颗粒均匀分布在生物炭孔隙中，复合材料的比表面积为90-100m²/g，孔隙体积为0.1-0.3cm³/g。

一种Fe₃O₄-生物炭复合纳米材料的制备方法，包括步骤如下：

1)以落叶为原生质材料，通过热解方式制备生物炭；