[发明专利]类芬顿催化剂制备方法及其在有机废水处理中的应用

说明书

本发明提供了一种类芬顿催化剂制备方法及其在有机废水处理中的应用，其中，方法包括：将三聚氰胺、氯化锂、氯化钾、三氯化铁混合均匀，记作第一混合物，三聚氰胺、氯化锂、氯化钾、三氯化铁的质量比为1:9:11:0.005～0.02；将第一混合物装入坩埚中盖上盖子放置于马弗炉中加热3h～7h之后，降至室温，记作第二混合物；用去离子水洗涤第二混合物之后放置于烘箱中干燥，得到类芬顿催化剂。通过本发明的技术方案，制备出来的类芬顿催化剂在酸性和碱性条件下都比较稳定，从而拓展了芬顿反应的适用范围，而且该类芬顿催化剂呈固态，可以回收利用，减少了对环境的污染。

技术领域

本发明涉及有机废水处理技术领域，具体而言，涉及一种类芬顿催化剂制备方法和一种类芬顿催化剂在有机废水处理中的应用。

背景技术

随着经济的飞速发展，人们对污水的排放也日趋严格，废水中的有机污染物处理至关重要。传统的芬顿反应通常需要在酸性条件下才能表现出催化活性，而且反应过程还会产生大量的含铁污泥，不但催化剂的性能差，合成方法复杂，而且处理工序较复杂，成本较高，不利于推广应用。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提供一种类芬顿催化剂制备方法。

本发明的另一个目的在于提供一种类芬顿催化剂在有机废水处理中的应用。

为了实现上述目的，本发明的第一方面的技术方案提供了一种类芬顿催化剂制备方法，包括：将三聚氰胺、氯化锂、氯化钾、三氯化铁混合均匀，记作第一混合物，三聚氰胺、氯化锂、氯化钾、三氯化铁的质量比为1:9:11:0.005～0.02；将第一混合物装入坩埚中盖上盖子放置于马弗炉中加热3h～7h之后，降至室温，记作第二混合物；用去离子水洗涤第二混合物之后放置于烘箱中干燥，得到类芬顿催化剂。

在该技术方案中，采用三聚氰胺为前驱体合成石墨相氮化碳，以氯化钾与氯化锂为熔融介质，在外界较高能量作用下，可以克服g-C₃N₄层与层之间的范德华力，得到纳米片状结构，而g-C₃N₄是一种sp2共轭体系的聚合物半导体，当获得外界更高能量时，g-C₃N₄纳米片会通过生成纳米管来降低体系吉布斯自由能，与此同时，铁离子与C₃N₄中的氮形成配位键，被固定在C₃N₄嗪环内，没有向表面扩散，金属离子原位生于碳化氮纳米管的三嗪环内，使得制备出来的类芬顿催化剂在酸性和碱性条件下都比较稳定，从而拓展了芬顿反应的适用范围，而且该类芬顿催化剂呈固态，可以回收利用，减少了对环境的污染，另外，本发明提出的类芬顿催化剂制备方法无需引入任何有机熔剂，环保、经济适用，符合实际生产需要，可以大规模推广使用，而且可以再生使用，再生多次后仍然具有良好的光催化性能。

在上述技术方案中，优选地，放置于马弗炉中加热具体为以每分钟1℃～5℃的升温速率上升至400℃～500℃，并保持。

在该技术方案中，放置于马弗炉中加热具体为以每分钟1℃～5℃的升温速率上升至400℃～500℃，并保持，进一步有利于金属原子原位生成于碳化氮纳米管的三嗪环内，进一步提升稳定性能。

在上述任一项技术方案中，优选地，烘箱中干燥的干燥温度为75℃～85℃，干燥时长为2.5h～3.5h。

在该技术方案中，通过烘箱中干燥的干燥温度为75℃～85℃，干燥时长为2.5h～3.5h，能够将洗涤产生的水分蒸发，有利于类芬顿催化剂的储存和使用。

在上述任一项技术方案中，优选地，烘箱中干燥的干燥温度为80℃，干燥时长为3h。

在该技术方案中，通过烘箱中干燥的干燥温度为80℃，干燥时长为3h，进一步能够将洗涤产生的水分蒸发，有利于类芬顿催化剂的储存和使用。