[发明专利]一种铜铁铝类水滑石催化剂、制备方法及应用

说明书

本发明公开一种铜铁铝类水滑石催化剂、制备方法及应用，本发明制备类水滑石，并作为前驱体制备的催化剂CuFeAl‑LDO，可以有效激活PMS，用于氧化去除水中TBBPA，Cu、Fe、Al等金属元素在原子水平上高度分散，不仅能够高效催化去除污染物，而且能够保持良好的稳定性，在低投加量及低PMS浓度下也能具有良好的去除效果。

技术领域

本发明涉及污染物降解技术领域，具体为一种铜铁铝类水滑石催化剂、制备方法及应用。

背景技术

溴代阻燃剂(BFRs)是与塑料、纺织品、电子电气等产品相结合，防止或减缓火灾蔓延，并能够自行灭火的一种材料。TBBPA是目前使用量最大、使用范围最广的溴代阻燃剂之一，约占BFRs市场的60％，主要应用于印刷电路板、绝缘电线和各种聚碳酸酯塑料的阻燃。TBBPA能以共价键形式与聚合物结合，但由于聚合反应不完全，未结合部分容易释放到环境中，也极有可能与人体发生接触。已有研究表明，TBBPA在环境中普遍存在，土壤、粉尘、大气、水及水环境沉积物、生物甚至母乳中均有检出。而TBBPA作为一种具有持久性和可生物放大性的内分泌干扰物质和环境激素类物质，已被证明具有潜在的神经毒性、细胞毒性和免疫毒性。同时，TBBPA对水生生物等存在较大影响，可能对水体生态系统产生严重影响，并通过食物链对其他生物的内分泌系统等造成干扰，甚至对人体健康造成极大危害。因此，TBBPA污染及其有效去除已引起广泛关注，开发有效的去除污染环境中TBBPA的技术至关重要。

高级氧化法(AOPs)是一种利用强氧化自由基对有机化合物进行破坏的处理方法，因其具有良好的降解能力、非选择性氧化、不产生固体废弃物等优点而被认为是处理这些污染物的一种有效而有利的措施，这些金属氧化物容易聚集或容易释放有毒金属离子到水中，这限制了它们的实际应用；

此外在实际的水处理应用中，不仅要考虑催化剂性能，更要考虑使用的催化剂是否稳定，是否造成二次污染。因此，制备一种具有高催化性的同时具有高稳定性的催化剂材料显得尤为重要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种铜铁铝类水滑石催化剂、制备方法及应用，该催化剂能够有效激活PMS氧化去除TBBPA，同时具有良好的稳定性和磁性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铜铁铝类水滑石催化剂的制备方法，包括如下具体步骤：

S1：将Cu(NO₃)₂·3H₂O、Fe(NO₃)₃·9H₂O和Al(NO₃)₃·9H₂O溶于水中，配成混合盐溶液，然后将上述混合盐溶液逐滴加入配制好的Na₂CO₃溶液中，混合过程中伴随搅拌，同时通过滴加NaOH溶液控制合溶液的pH值维持在碱性范围内；

S2：将步骤S1制得的混合溶液混合均匀后使其老化，然后对老化后的的混合溶液进行抽滤、洗涤和干燥，获得类水滑石前驱体；

S3：将S2：制备的类水滑石前驱体在高温条件下煅烧，即可得催化剂CuFeAl-LDO。

所述步骤S1中将pH值维持在8-12范围内，所述Cu(NO₃)₂·3H₂O、Fe(NO₃)₃·9H₂O、Al(NO₃)₃·9H₂O与Na₂CO₃的摩尔比为1:1:2-3:1:2。

所述步骤S2中的老化时间为10-16h。

所述步骤S3中的煅烧温度为500～700℃。