[发明专利]一种芬顿助催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种芬顿助催化剂及其制备方法和应用，具体涉及一种含有CuS和Cu₉S₈的铜系硫化物促进芬顿反应来去除水体有机污染物的用途。本发明的芬顿助催化剂使用氯化铜和硫代乙酰胺通过简单的水热方法制成。实验证明本发明的助催化剂具有形貌良好、芬顿助催化性能优异、可多次循环使用等多重优良特性，有望在污水处理中发挥重要作用，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及助催化剂材料领域，尤其是涉及一种芬顿助催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着全球工业化及经济的高速发展，水体污染问题日益严峻。其中，有机污染物具有种类多，毒性大，难分解等特点，成为当前废水中的主要污染物。目前，处理有机污染物的方法主要有：光催化降解法，生物催化降解法，物理吸附法，芬顿催化降解法等。

其中，芬顿催化因其降解效率高，对设备要求低，操作简单的等优点而备受关注。但传统的芬顿试剂（Fe²⁺+H₂O₂）在处理污水时存在催化剂利用率低并伴随大量铁泥的产生等弊端。助催化剂是一种不具有活性或几乎没有活性但可以改变催化剂某些性质的物质，助催化剂的加入可以明显提高铁离子的循环，从而提高催化剂的利用率并减少铁泥的产生。

目前，在各类传统芬顿催化剂中加入助催化剂以提高催化效率的文章频繁报道，例如：有机酸，零价金属，MoO₂等，但经检索，同时含有CuS和Cu₉S₈的铜系硫化物的芬顿助催化剂与应用的文章还未见报道。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种材料价廉易得、合成工艺简单、能有效提高催化效果的芬顿助催化剂及其制备方法和应用。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案一是：一种芬顿助催化剂，所述助催化剂由CuS和Cu₉S₈组成。

本发明的技术方案二是：一种如上所述的芬顿助催化剂的制备方法，按以下步骤进行：

S1:将一定摩尔质量的CuCl₂•2H₂O溶解于适量的去离子水中并进行磁力搅拌，搅拌过程中依次缓慢加入一定体积的1M HCl和一定摩尔质量的TAA；

S2:搅拌完毕后将得到的溶液转入高压釜内，进行水热处理；

S3:用乙醇和去离子水进行洗涤，洗涤完毕后真空干燥得到干燥产物，取出干燥产物研磨后即得到芬顿助催化剂。

进一步的，步骤S1中CuCl₂•2H₂O的量为4.8mmol，去离子水的量为20ml。

进一步的，步骤S1中加入HCl的量为使制备的溶液的pH控制在0.2-1范围内。

进一步的，步骤S1中的搅拌时间为60min。

进一步的，步骤S2中水热处理的温度为80℃-120℃。

进一步的，步骤S2中水热处理的时间为9-15h。

进一步的，步骤S3中真空干燥的温度为60^oC，时间为12h。

本发明的技术方案三是：一种如上所述的芬顿助催化剂在降解罗丹明B染料中应用，降解罗丹明B染料时使用如上所述的芬顿助催化剂。

进一步的，向罗丹明B染料溶液中加入如上所述的芬顿助催化剂，然后用HCl调节溶液的pH值，再加入FeSO₄•7H₂O和过氧化氢，在恒温水浴锅中搅拌反应，使罗丹明B反应降解脱色，反应结束后，用高速离心机进行固液分离，取上清液用紫外可见分光光度计测定降解后溶液中罗丹明B染料的浓度，根据降解前后罗丹明B染料浓度变化计算罗丹明B染料的降解率。