[发明专利]基于photo-Fenton反应降解四环素的自驱动催化剂及其制备与应用

权利要求书

1.基于photo-Fenton反应降解四环素的自驱动催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）CuS微球的制备

将0.2~0.4 g CuCl₂·2H₂O超声溶解到40 mL乙二醇中，完全溶解后，将0.6 g硫脲缓慢加入上述溶液中，搅拌一段时间，将溶液转到反应釜中加热反应，降温至室温，离心干燥得到片层堆积CuS微球材料；

（2）CuS@Fe₃O₄复合材料的制备

将0.3~0.6 g的CuS微球超声分散在30 mL的去离子水中，将0.3 g的柠檬酸钠、0.1 g的FeCl₃·6H₂O和0.01 g的尿素溶解在分散液中后，将0.06 g的聚丙烯酸钠缓慢加入到上述分散液中，连续搅拌，将该混合液转到反应釜中加热反应，离心、清洗、干燥得到CuS@Fe₃O₄复合材料；

（3）CuS@Fe₃O₄/Pt自驱动马达的制备

将0.5~1.0 mg的CuS@Fe₃O₄复合材料超声分散在20 mL水中，然后在玻璃片上铺成薄层，自然晾干，取晾干后的玻璃片置于真空离子溅射仪的工作台上，铂靶溅射得到CuS@Fe₃O₄/Pt自驱动马达。

2.根据权利要求1所述的基于photo-Fenton反应降解四环素的自驱动催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，加热反应温度为120-130℃，保温8~14 h。

3.根据权利要求1所述的基于photo-Fenton反应降解四环素的自驱动催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，加热反应温度为180-240℃，保温2~6 h。

4.根据权利要求1所述的基于photo-Fenton反应降解四环素的自驱动催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，铂靶溅射时真空度为6~8 Pa，溅射电压为8~10 mA，溅射时间为6~8 s。

5.一种基于photo-Fenton反应降解四环素的自驱动催化剂，其特征在于，该催化剂是根据权利要求1-4中任一项所述的基于photo-Fenton反应降解四环素的自驱动催化剂的制备方法制备的，该自驱动催化剂CuS@Fe₃O₄/Pt是在水热合成法制备的CuS@Fe₃O₄复合材料表面通过物理气相沉积法沉积一层金属铂构建得到的，自驱动催化剂CuS@Fe₃O₄/Pt具备不对称的结构特征；该自驱动催化剂CuS@Fe₃O₄/Pt能够利用自身的不对称性通过催化过氧化氢分解产生的气泡获得驱动力以增强溶液中的传质；该自驱动催化剂CuS@Fe₃O₄/Pt在紫外线照射下可向光点处聚集，具备光响应的集群定向运动特征。

6.如权利要求5所述的基于photo-Fenton反应降解四环素的自驱动催化剂，其特征在于，该自驱动催化剂CuS@Fe₃O₄/Pt具备磁控定向运动的特性，可磁性回收利用。

7.如权利要求5-6中任一项所述的基于photo-Fenton反应降解四环素的自驱动催化剂在降解水体污染物四环素过程中的应用，其特征在于，将配制的自驱动催化剂CuS@Fe₃O₄/Pt加入四环素废水溶液中，加入一定质量浓度的过氧化氢溶液，提供光照，在无机械搅拌的情况下，自驱动催化剂CuS@Fe₃O₄/Pt通过催化双氧水分解产生气泡以推动复合材料自主运动完成对四环素的降解。