[发明专利]普鲁土蓝光芬顿催化剂的制备及其降解有机污染物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种异相光芬顿催化剂的制备和固定化，特别涉及一种普鲁士蓝的固定化及其可见光光芬顿降解有机污染物的方法。

背景技术

芬顿(Fenton reagent)是过氧化氢和亚铁离子的混合物，该混合物所生成羟基自由基有很强的氧化性，因此，该试剂可以用于有机污染物的降解。但是，均相催化剂Fe(II)只能在pH2.5-3.5之间有高的催化活性，容易流失，中性条件下容易发生水解，失去了催化活性，也不能重复利用。为了解决这些问题，人们将铁离子固定到载体上制备了异相芬顿催化剂，比如将铁离子固定到活性炭、分子筛、介孔的二氧化硅、陶瓷以及纳米碳管上等。为了充分利用太阳能，在异相芬顿反应体系中，人们引入了光-芬顿催化反应，以提高光辐射下有机污染物的降解效率。

但是，目前人们制备的异相光芬顿催化剂仅对紫外光有响应，而紫外光只占太阳能的4％左右，还有96％的能量来自可见光和红外光，因此，开发能充分利用可见光的芬顿催化剂显得尤为重要。

我们曾经报道过普鲁士蓝胶体悬浮液可光催化降解有机污染物(刘守清等J.Hazar.Mater.，2010，182：665-671；Environ.Chem.Lett.，2011，9：31-35；苏州科技学院学报(自然科学版)，2009.26(4)：39-42)。但是普鲁士蓝胶体容易流失，不能固定，不能有效地回收重复利用，这就造成了资源的浪费。因此，制备固定化的普鲁士蓝光芬顿催化剂及充分利用可见光降解有机污染物是环境化学领域亟待解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术中存在的技术问题，本发明提供以下技术方案：

一种普鲁土蓝光芬顿催化剂的制备，其具体制备过程包括以下步骤：

(1)、以三氯化铁、硝酸铁、硫酸铁或硫酸亚铁铵以及铁氰化钾、亚铁氰化钾为原料，将其分别溶解于超纯水中，制备得到含铁离子和铁氰根离子的溶液；

(2)、以分子筛、高岭土或者建筑垃圾作为载体，将其至于步骤(1)中含铁离子的溶液中，十分钟后取出用水稍微冲洗；

(3)、将步骤(2)中的载体再浸泡于步骤(1)中含铁氰根离子的溶液中，十分钟后取出用水稍微冲洗；

(4)、反复循环步骤(2)和(3)5次以上，即得到固定化的普鲁土蓝光芬顿催化剂。

一种普鲁土蓝光芬顿催化剂及其降解有机污染物的方法，所述方法步骤为：

A、将上述步骤(4)制得的光芬顿催化剂与过氧化氢混合；

B、在可见光的照射下，对有机污染物进行降解。

本发明带来的有益效果是：

1、该方法简便易行，催化剂可循环重复使用，；

2、该方案能有效脱去污染水的色度，降低污染水的COD。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例作详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚明确的界定。

普鲁士蓝光芬顿催化剂的制备的具体实施例如下：

实施例1

将建筑垃圾红砖碎块碾磨到一定粒度，将其浸泡于1×10^-2M的K₃Fe(CN)₆溶液中10min，取出用水稍微冲洗，再浸泡于1×10^-2M的(NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液中10min，取出用水稍微冲洗。如此反复循环5次以上，就得到了固定化的普鲁士蓝光芬顿催化剂。

实施例2

将高岭土浸泡于1×10^-2M的K₄Fe(CN)₆溶液中10min，取出用水稍微冲洗，再浸泡于1×10^-2M的Fe(NO₃)₃溶液中10min，取出用水稍微冲洗。如此反复循环5次以上，就得到了固定化的普鲁士蓝光芬顿催化剂。

实施例3

将4A型分子筛浸泡于1×10^-2M的K₃Fe(CN)₆溶液中10min，取出用水稍微冲洗，再浸泡于1×10^-2M的(NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液中10min，取出用水稍微冲洗。如此反复循环5次以上，就得到了固定化的普鲁士蓝光芬顿催化剂。