[发明专利]一种三维电芬顿降解水中阿比朵尔用杂化石墨烯磁性催化粒子电极的制备方法

说明书

本发明公开了一种三维电芬顿降解水中阿比朵尔用杂化石墨烯磁性催化粒子电极的制备方法及其应用，以蒙脱土为载体，蔗糖为碳源，经济环保，催化粒子电极通过负载杂化石墨烯和Fe₃O₄进一步打开了蒙脱土的层状结构，增加了催化粒子电极的吸附位点和比表面积，从而提高了催化粒子电极的吸附能力、催化能力以及三维电芬顿技术的降解效果。

技术领域

本发明涉及涉及一种三维电芬顿降解水中阿比朵尔用杂化石墨烯磁性催化粒子电极的制备方法。

背景技术

阿比朵尔治疗病毒感染效果良好，但它的主要缺点是需要大剂量使用才能达到治疗功效，且生物利用度低，近40%的ARB随人体粪便排出进入到环境水体。抗病毒药物在水环境中的超常量、长时间暴露易导致水生动物突变，诱导病毒产生抗药性，对水环境安全造成严重威胁。

目前，尚未发现相关文献报道针对水中ARB的降解方法。对水中药物的去除手段主要包括生物处理法、物理化学法和高级氧化法。由于药物一般难生物降解，生物处理法对药物的去除效果并不理想。物理化学法处理药物的主要技术包括吸附和膜分离技术，这些方法对药物的去除效果良好，但处理过程中产生的废吸附剂和废水给环境带来二次污染并增加处理成本。高级氧化法是降解水中药物的一种有效方法，常用的技术包括芬顿、臭氧和光催化技术等，但它们也存在化学品用量高、对高稳定性的药物去除率低，催化剂回收利用率低等问题。三维电芬顿技术将粒子电极引入传统的电芬顿反应体系，增大反应面积并增加传质，从而提高降解效率。但三维电芬顿中的粒子电极在稳定性、可回收利用性和耐腐蚀性等方面存在不足，影响了三维电芬顿技术的处理效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种三维电芬顿降解水中阿比朵尔用杂化石墨烯磁性催化粒子电极的制备方法及其应用，得到的催化粒子电极具有经济环保、易于回收、耐腐蚀性强、可重复利用的特点，在三维电芬顿中使用，能够实现对阿比朵尔的快速、高效降解。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种三维电芬顿降解水中阿比朵尔用杂化石墨烯磁性催化粒子电极的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1. 称取蒙脱土（MMT）和蔗糖，蒙脱土和蔗糖的质量比为3：（8~12），加入乙二醇，经超声后形成白色、均匀的悬浊液；

步骤S2. 称取FeCl₃•6H₂O、无水乙酸钠、聚乙二醇，FeCl₃•6H₂O、无水乙酸钠和聚乙二醇的质量比为1：（3.5~4.0）：（1.5~2.5），加入乙二醇进行简单混合，然后加入步骤S1得到的悬浊液中，搅拌，将搅拌均匀的溶液放入聚四氟乙烯高压反应釜中加热，加热温度为180~220 ℃，加热时间为7.5~8.5 h，所得的黑色固体与乙醇混合，离心去除上清液后得到的黑色固体再用乙醇洗涤多次，在真空干燥箱中45~55 ℃干燥2~4 h后使用研钵研磨，过80~120目筛后得到黑色粉末；

步骤S3. 将黑色粉末与4 wt%聚乙烯醇水溶液混合，黑色粉末与4 wt%聚乙烯醇水溶液的质量比为（2.5~3.5）：1，使用出条器挤出直径为5~7 mm的长条，放置于搓丸板上进行造粒，得到直径为5~7 mm圆形颗粒，然后冷冻干燥，并在N₂保护气氛下750~850 ℃煅烧100~150 min，最终得到直径为4~6 mm杂化石墨烯磁性催化粒子电极MMT/GH/Fe₃O₄。

其中，步骤S1，加入乙二醇的体积为25~35 ml，超声时间为50~70 min。

其中，步骤S2，加入乙二醇的体积为15~25 ml，搅拌的时间为55~65 min。

其中，步骤S2，黑色固体与2~4倍体积的乙醇混合，离心去除上清液后所得到的黑色固体用乙醇洗涤的次数为2~4次。