[发明专利]类芬顿反应催化剂、制备方法、降解有机污水的方法及其应用

说明书

本发明实施例公开了一种类芬顿反应催化剂，包括以质量分数计的如下原料：三聚氰酸25％～55％；富氮有机物40％～70％；血红素3％～10％。使用血红素作为铁的来源与石墨相碳氮(g‑C₃N₄)掺杂制备得到铁离子掺杂g‑C₃N₄的催化剂，g‑C₃N₄具有二维纳米片状结构，且颗粒平面上有很多孔隙结构，铁离子嵌入进去，形成较多的表面高活性点位，从而实现处理效果稳定、pH适用范围广、重复利用率高的目的。

技术领域

本发明实施例涉及废水处理领域，特别涉及一种类芬顿反应催化剂、制备方法、降解有机污水的方法及其应用。

背景技术

近年来，难降解的有机物所造成的环境污染日益成为一个极具挑战性的技术难题。越来越多的新兴环境污染物如药品及其代谢物、内分泌干扰物、消毒副产物及其衍生物等进入到人类的生存环境中。这些环境污染物大多具有毒性和难降解性，传统处理方法难以将其高效去除。因此需要更加高效的处理方法以提升对其的处理效果。

芬顿/芬顿氧化是处理有毒有害及难降解有机污染物较为实用的技术。通过产生高活性的氧化性物种如羟基自由基(.OH)、硫酸根自由基(.SO₄^-)等含有不饱和单电子的基团，与有机物进行反应，从而实现有机物的降解及矿化。高级氧化技术作为一种新兴的技术，对有机废水的治理具有重要作用。以Fe²⁺和H₂O₂为代表的传统均相芬顿氧化虽然氧化效果好，但是也有较多的缺点。如投入水中的Fe无法分离回收，后续处理中还会产生大量的铁泥，造成二次污染，H₂O₂的利用效率不高等。因此研发高效的非均相芬顿催化剂，以降低污水处理成本，避免二次污染是目前亟需解决的问题。

目前报道的非均相催化剂的研究多集中在纳米材料和介孔分子筛负载方面。制备原料需要用到价格昂贵的金属有机化合物，同时合成过程多用水热合成反应釜,制备产量低，且经过多次洗涤后，损失量较大。而基于g-C₃N₄的非均相催化剂具有诸多优点，如制备原料价廉、成本低、高效等，因而具有广大的应用前景。石墨相氮化碳(g-C₃N₄)独特的结构使其在光催化性能上具有一定的优越性，使其研究受到了广泛的关注。但g-C₃N₄较低的比表面积以及较高的光生载流子复合率限制了其应用。

综上所述，提供一种新型的芬顿反应催化剂是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种类芬顿反应催化剂、制备方法、降解有机污水的方法及其应用，扩大了pH的适用范围，提高了重复利用率。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种类芬顿反应催化剂，包括以质量分数计的如下原料：

三聚氰酸 25％～55％

富氮有机物 40％～70％

血红素 3％～10％。

本发明的实施例还提供了上述类芬顿反应催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将三聚氰酸、富氮有机物的溶液混合后在恒温水浴中震荡2～6小时，抽滤干燥，研磨成粉末；

S2、将S1中的粉末分散至水中，然后将溶解后的血红素缓慢滴加至其中，混合后进行过滤，真空干燥后，研磨成粉末；

S3、将S2中的粉末在惰性气体下，500～600摄氏度下焙烧1～3小时，700～900摄氏度下1～5小时。

本发明的实施例还提供了上述类芬顿反应催化剂在有机污水降解中的应用。