[发明专利]一种二硫化铁@碳化钼气凝胶催化剂的制备方法和应用

说明书

一种二硫化铁@碳化钼气凝胶催化剂的制备方法和应用，它涉及一种催化剂的制备方法和应用。本发明的目的是要解决使用单一过硫酸氢钾降解难降解物质的效果差，降解时间长的问题。方法：一、制备Mosubgt;2/subgt;C；二、制备FeSsubgt;2/subgt;@Mosubgt;2/subgt;C复合材料。应用一种二硫化铁@碳化钼气凝胶催化剂用于处理活性染料废水。将本发明制备的FeSsubgt;2/subgt;@Mosubgt;2/subgt;C催化剂与过硫酸盐相结合使用，在优化条件下，10min内对亚甲基蓝(30μm)的去除效率高达100％；本发明制备的FeSsubgt;2/subgt;@Mosubgt;2/subgt;C催化剂经过5次循环实验，与过硫酸盐相结合使用，对亚甲基蓝(30μm)的催化活性仍高于95％。本发明可获得一种二硫化铁@碳化钼气凝胶催化剂。

技术领域

本发明涉及一种催化剂的制备方法和应用。

背景技术

金属离子的浸出和不可恢复性一直限制了类芬顿过程的实际应用。具有高稳定性、大表面积和高催化活性或性能的多相类芬顿工艺复合材料已被研究为优秀的替代催化剂。许多复合材料被用来研究类芬顿过程中的多相催化剂，例如Fe₃O₄@ZIF-67、单一金属(例如Fe、Co、Cu)和含有MOFs的多种金属(例如Fe/Co、Fe/Cu)、Fe₃O₄@SiO₂涂有VOx量子点。然而，类芬顿非均相工艺的关键缺点，例如与铁残留物相关的二次污染和对酸性条件的追求，极大地阻碍了其实际应用。为了克服这些固有的缺点，从具有宽pH值范围的过硫酸氢钾(PMS)中催化剂诱导的硫酸根已成为一种流行的研究，用于从受污染的水中消除难降解的化合物。然而，金属从较高态到较低态的还原仍然限制了PMS的活化速率。此外，金属原子固定在催化剂晶格中，导致电子迁移循环缓慢，极大地限制了PMS的活化速率。

发明内容

本发明的目的是要解决使用单一过硫酸氢钾降解难降解物质的效果差，降解时间长的问题，而提供一种二硫化铁@碳化钼气凝胶催化剂的制备方法和应用。

一种二硫化铁@碳化钼气凝胶催化剂的制备方法，是按以下步骤完成的：

一、制备Mo₂C：

①、将鳞片石墨在球磨机中球磨，得到2H相纳米鳞片石墨片；将2H相纳米鳞片石墨片和钼酸铵在玛瑙研钵中充分研磨，混合均匀，得到混合物；

步骤一①中所述的纳米鳞片石墨片为2H相纳米鳞片石墨片，颗粒直径为100nm～800nm，具有50层～60层碳原子；

②、将混合物放入管式炉中，向管式炉中通入氮气，再在氮气气氛和温度为850℃～900℃下反应，得到石榴花状Mo₂C；

二、制备FeS₂@Mo₂C复合材料：

①、将海藻酸钠加入到去离子水中，再磁力搅拌，得到海藻酸钠溶液；

②、将氮气持续注入到海藻酸钠溶液中，再向海藻酸钠溶液中加入硫酸亚铁、石榴花状Mo₂C和硫化钠，持续搅拌，停止通入氮气，继续磁力搅拌，再加入抗坏血酸，混合均匀，得到混合溶液；对混合溶液进行密封，再静置，得到静置后的混合溶液；将静置后的混合溶液在放置-30℃冰箱中冷冻24小时，然后放入冷冻干燥机中冷冻干燥24-36小时，得到反应产物；

③、首先以去离子水为清洗剂对反应产物进行离心清洗，再以无水乙醇为清洗剂对反应产物进行离心清洗，最后干燥，得到二硫化铁@碳化钼气凝胶催化剂。

一种二硫化铁@碳化钼气凝胶催化剂用于处理活性染料废水。

本发明的有益效果：