[发明专利]具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明属于有机硅材料制备技术领域，具体涉及一种具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜及其制备方法和应用。具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜的制备方法包括：1)水合铁盐和四氯化硅混合，加热反应；2)反应后冷却，将反应产物洗至中性，干燥，得到粉体；3)将粉体加入到羟基封端聚二甲基硅氧烷中，并加入交联剂、催化剂，固化制成薄膜，即得到具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜。本发明制备的芬顿光催化剂具有优异的催化降解性能，物理化学性质稳定，可多次重复使用，且易于回收。

技术领域

本发明属于有机硅材料制备技术领域，具体涉及一种具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

化学家通过混合过氧化氢和二价铁离子制备出一种强氧化性试剂，芬顿光催化剂因具有去除难降解有机污染物的能力，而在环境化学中得到重视，广泛应用于处理印染废水、含酚废水、焦化废水、含苯废水等中的有机污染物。由于普通芬顿法存在过氧化氢的利用率低、有机物矿化不充分的缺陷，所以类芬顿法开始逐步发展，例如综合了电化学反应和芬顿氧化的电-芬顿法；将紫外线或可见光引入了芬顿体系中的光-芬顿法；与超声或微波作用相结合的超声-芬顿法和微波-芬顿法。

目前，芬顿催化剂主要用于芬顿反应器中。通过向其中投入催化剂和过氧化氢等药品，并照射紫外线或通电电解实现净化除污的效果，虽然采用圆筒式设计，并加入曝气系统来提高催化速率，但其实芬顿催化剂本身的催化性能仍有较大的发掘空间，而且，即便采用超滤膜技术仍不能将催化剂完全回收，造成催化剂损失。

现有研究中有些使用循环式芬顿流化床反应设备，通过设置固液分离区，有效截留反应体系中的催化剂,减少催化剂损失量，但仍无法实现完全回收。还有一些技术通过浸渍法将芬顿催化剂负载到多孔碳上的一种负载型芬顿催化剂，具有良好的亲水性和较大的比表面积,可均匀分散在水中并对污染物有很好的吸附效果。

但发明人研究后发现这些技术大多数使用已成型的载体进行负载，存在负载不均匀，活性组分容易流失的缺陷。

发明内容

为了解决背景技术中存在的芬顿催化剂易流失、难回收、活性低的问题，本发明提出一种具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜及其制备方法。一方面将芬顿催化剂负载到二氧化硅的表面，增大了催化剂的比表面积，有效增大了催化速率。另一方面二氧化硅与催化剂几乎同时产生，实现了原位负载，克服了负载不均匀，活性组分容易流失的缺陷。同时，将复合催化剂掺杂进入化学惰性的有机硅中，既可以加强粉体的分散，还可以进一步减少催化剂的损失。

具体地，为实现上述目的，本发明的技术方案如下所示：

本发明的第一方面，提供一种具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜的制备方法，包括如下步骤：

1)水合铁盐和四氯化硅混合，加热反应；

2)反应后冷却，将反应产物洗至中性，干燥，得到粉体；

3)将粉体加入到羟基封端聚二甲基硅氧烷中，并加入交联剂、催化剂，固化制成薄膜，即得到具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜。

本发明的第二方面，提供具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜的制备方法制备得到的有机硅柔性薄膜。

本发明的第三方面，提供有机硅柔性薄膜在降解污染物领域和/或降解污染物装置中的应用。

本发明的第四方面，提供一种降解污染物装置，包括有机硅柔性薄膜。

相较于现有技术，本发明一个或多个实施例具有以下有益效果：

(1)将芬顿催化剂负载到二氧化硅的表面，增大了催化剂的比表面积，有效增大了催化速率。