[发明专利]一种微波辅助的Fe/Fe3

说明书

本发明公开了一种微波辅助的Fe/Fe₃C@C快速催化降解有机废水的方法，采用复合型催化剂Fe/Fe₃C@C，将催化活性组分Fe及Fe₃C与吸波组分C进行复合形成核壳结构，具有吸波催化双功能，经微波辅助加热实现有机废水的快速降解。本发明利用碳载体和Fe及Fe₃C的吸波特性，实现微波催化的协同作用，具有降解速度快，降解效率高，无二次污染的特点。可以在较短的时间内实现有机废水，尤其是常规方法难以降解的偶氮型有机染料废水的快速降解，在纺织印染工业废水处理的应用方面有着广阔的前景。

技术领域

本发明属于有机废水降解技术领域，具体涉及一种微波辅助的Fe/Fe₃C@C快速催化降解有机废水的方法。

背景技术

目前对于有机染料废水处理的方法主要有物理吸附法，膜分离法，生物降解法，及各类化学方法如光催化降解，强氧化剂氧化法以及电化学催化降解法和微波辅助催化降解。但是，物理吸附法主要存在吸附量小，难以脱附以及难以分离等问题，给工业处理带来了很大的经济成本以及可能的二次污染；膜分离法存在膜的制备成本高，膜的孔道容易堵塞等问题；生物降解法主要因为有机染料废水中的很多成分不利于微生物的存活，处理时间长等问题，使得其效率偏低；光催化降解存在的反应时间长，处理量小，催化剂制备昂贵、复杂等问题，限制了其在工业处理中的应用；强氧化剂氧化法对于设备的腐蚀，处理后存在二次污染的问题；电化学催化降解法存在成本昂贵，操作复杂以及易受废水中其他成分影响等问题。

废水中的有机偶氮类化合物具有复杂的芳香环结构，并且有毒，难降解(Journalof Hazardous Materials，177，781-791；Applied Catalysis A General，2009，359，25-40)。铁基催化剂常被用于催化偶氮类有机污染物的降解反应，但是铁基催化剂存在着稳定性较低，并且易丢失的问题。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的有机废水不能快速高效降解的问题，本发明的目的在于提供一种微波辅助的Fe/Fe₃C@C快速催化降解有机废水的方法，结合使用复合型催化剂 Fe/Fe₃C@C，大大缩短降解时间，提高降解效率，在纺织印染工业废水处理的应用方面有着广阔的前景。

技术方案：为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种微波辅助的Fe/Fe₃C@C快速催化降解有机废水的方法，向有机废水中加入复合型催化剂Fe/Fe₃C@C，采用微波辅助加热处理，实现有机废水的快速降解。

优选的，所述复合型催化剂中Fe/Fe₃C@C有C、Fe、Fe₃C，且为类似球状、核壳结构，其中碳为壳结构，Fe及Fe₃C为核结构。

优选的，所述有机废水为纺织印染废水。

优选的，所述微波辅助加热功率为300W，加热时间不大于60s。

优选的，所述复合型催化剂与有机废水中有机污染物的质量比值不大于7.5。

优选的，所述有机废水中的模型有机物为甲基橙、罗丹明B，甲基橙水溶液的浓度为 40～100mg/L，罗丹明B水溶液的浓度为40mg/L。

优选的，所述复合型催化剂Fe/Fe₃C@C通过以下方法制备：

(1)称取10～20mmol的Fe(NO₃)₃·9H₂O溶于100mL去离子水中，在60℃条件下，600rpm加热搅拌30min；