[发明专利]钴改性水合氧化铁催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种钴改性水合氧化铁催化剂及其制备方法和应用，包括，FeCl₃·6H₂O溶解在去离子水中，用NaOH溶液将pH值调至7.0，形成的悬浮液连续搅拌1小时，陈化24小时；离心收集沉淀、洗涤、冷冻干燥、研磨过筛，得水合氧化铁；将水合氧化铁放入六水合氯化钴水溶液中，超声30min，调节pH到7.0，然后超声分散20min，室温下沉淀12h；清洗、冷冻干燥、研磨、过筛获得氧化剂。本发明获得的催化剂，可高效催化过一硫酸钾降解水中四环素。在实验中发现钴改性水合氧化铁材料中CoOOH@HFO‑0.1最具有使用价值，在四环素浓度为40mg/L，固液比为0.2g/L，过一硫酸钾浓度为80mg/L，pH＝9时四环素在10min的降解率达99％以上。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种钴改性水合氧化铁催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

四环素是全世界生产量和使用量第二大的抗生素，对各种病原菌都具有抑制作用，常被用作饲料添加剂广泛应用于畜牧业及水产养殖业。但动物对四环素抗生素的吸收率较低，经过动物体内后大约30％～90％的抗生素不被动物吸收主要以原药和代谢产物的形式随粪尿排出体外，从而导致土壤和水体中抗生素的污染，对生态安全和人体健康产生威胁。此外，四环素残留会增强耐药性并挑战抗生素疗法，从而对人类健康造成潜在威胁。因此高效去除废水中四环素的技术已经成为国内外的研究热点

目前国内外报道的四环素废水的处理方法主要包括吸附法、生物法与化学法等。其中吸附法主要是将四环素固定在材料表面，无法从根本上去除四环素。生物法是利用微生物自身代谢降解四环素，但是四环素本身对微生物具有抑制作用，因此生物处理难以推广。

发明内容

针对上述技术问题，本发明使用化学法利用钴改性水合氧化铁催化过一硫酸钾降解四环素。具体的技术方案为：

钴改性水合氧化铁催化剂的制备方法，包括以下步骤

(1)水合氧化铁的制备

在强磁力搅拌下，将FeCl₃·6H₂O溶解在去离子水中，然后用NaOH溶液将FeCl₃·6H₂O溶液的pH值调至7.0，形成的悬浮液连续搅拌1小时，并在室温下陈化24小时；

通过离心收集沉淀的水合氧化铁颗粒，然后用超纯水洗涤3次以去除残留离子；

最后，将水合氧化铁冷冻干燥，在玛瑙研钵中研磨并通过200目筛；

收集获得水合氧化铁，并将其存储在棕色玻璃瓶中保持备用。

(2)钴改性水合氧化铁的制备

将水合氧化铁放入六水合氯化钴水溶液中，超声30min，再向溶液中添加氨水调节pH到7.0，然后超声分散20min，室温下沉淀12h；

用超纯水清洗三遍，然后冷冻干燥，在玛瑙研钵中研磨，并通过200目筛子；

收集获得催化剂，并将其存储在棕色玻璃瓶中直至使用。

优选的，步骤(1)水合氧化铁的制备中，物料用量按照以下比例：10.0g的FeCl₃·6H₂O溶解在100mL去离子水中；

NaOH溶液浓度为1mol/L。

优选的，步骤(2)钴改性水合氧化铁的制备中，物料用量按照以下比例：1.0g水合氧化铁，50mL的六水合氯化钴水溶液，六水合氯化钴水溶液浓度为0.01～0.2mol/L。

本发明获得的钴改性水合氧化铁催化剂，用于去除废水中四环素。