[发明专利]一种FeS-IHP复合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种FeS‑IHP复合材料及其制备方法与应用。FeS‑IHP复合材料包括FeS和肌醇六磷酸，该FeS‑IHP复合材料为肌醇六磷酸吸附于FeS的表面形成。复合材料的形成可以降低FeS与O₂之间的电子传递速率，从而降低了FeS氧化速率和电子对羟基自由基的淬灭，提高了羟基自由基的产生效率。通过本申请的制备方法制备得到的FeS‑IHP复合材料可应用于污水处理中，用于降解水体中的有机物。

技术领域

本发明涉及纳米材料及环保材料领域，具体涉及一种FeS-IHP复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

马基诺矿(FeS)是一种单硫化铁，广泛分布在淹水湿地(例如稻田、湖泊湿地、水库)环境中，通常存在于厌氧环境中，被研究者们认为是一种具有应用前景的污水处理材料。研究者利用FeS在厌氧条件下的还原性，将FeS作为固相吸附剂来去除水中的重金属污染。

近年来，研究者们发现，在氧气的扰动下，FeS可被O₂氧化形成Fe(III)(羟基)氧化物，该氧化物对痕量金属和一些有机物具有高亲和力。此外，FeS可活化氧气产生羟基自由基，该羟基自由基可以促进有机污染物的降解。但由于FeS的给电子能力强，对表面产生的羟基自由基有较强的除灭作用，导致羟基自由基产生效率低，从而影响了其在环境场地中的应用。因此，FeS氧化过程中的羟基自由基的产生效率仍有待提高。

发明内容

本发明提供一种FeS-IHP复合材料及其制备方法与应用，FeS-IHP复合材料形成于FeS表面，可提高羟基自由基的产生效率。

根据第一方面，一种实施例中提供一种FeS-IHP复合材料，FeS-IHP复合材料包括FeS和肌醇六磷酸；FeS-IHP复合材料为肌醇六磷酸吸附于FeS的表面形成。

进一步地，FeS-IHP复合材料的颗粒的粒径低于20nm。

进一步地，FeS-IHP复合材料中，FeS与肌醇六磷酸的摩尔比范围为7:1～100:1；肌醇六磷酸用于提高羟基自由基的产量，并促进羟基自由基的扩散。

根据第二方面，一种实施例中提供一种FeS-IHP复合材料的制备方法，该制备方法包括混合步骤：将FeS与肌醇六磷酸混合，制得FeS-IHP复合材料；FeS-IHP复合材料为肌醇六磷酸吸附于FeS的表面形成。

进一步地，FeS-IHP复合材料的颗粒的粒径低于20nm。

进一步地，FeS-IHP复合材料中，FeS与肌醇六磷酸摩尔比范围为7:1～100:1；肌醇六磷酸用于提高羟基自由基的产量，并促进羟基自由基的扩散。

根据第三方面，一种实施例中提供一种污水处理材料，污水处理材料用于降解水体中的有机物，该污水处理材料包括第一方面的FeS-IHP复合材料，或该采用第二方面的制备方法制备所得的FeS-IHP复合材料。

本发明提供一种FeS-IHP复合材料，该复合材料为肌醇六磷酸吸附于FeS表面形成，复合材料的形成可以降低FeS与O₂之间的电子传递速率，从而降低了FeS氧化速率和电子对羟基自由基的淬灭，提高了羟基自由基的产生效率。

附图说明

图1(a)为IHP在FeS悬浊液中的吸附动力学；图1(b)为FeS吸附IHP前后的XRD图谱；图1(c)为FeS的SEM图；图1(d)为FeS吸附IHP后的SEM图；

图2(a)为FeS氧化过程中IHP浓度对苯酚降解的影响；图2(b)为FeS氧化过程中IHP浓度对羟基自由基累积浓度的影响；图2(c)为FeS氧化过程中IHP浓度对Fe(II)氧化浓度的影响；图2(d)为FeS氧化过程中Fe(II)与羟基自由基的线性关系；