[发明专利]铁/铈双金属非均相电芬顿催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种铁/铈双金属非均相电芬顿催化剂，其特征在于，所述铁/铈双金属非均相电芬顿催化剂包括纳米零价铁颗粒，所述纳米零价铁颗粒表面包覆有铁的氧化物形成核壳结构；所述铁的氧化物中掺有铈的氧化物；所述铁/铈双金属非均相电芬顿催化剂中纳米零价铁颗粒、铁的氧化物和铈的氧化物的质量比为1∶2.86∶1.54；所述铁/铈双金属非均相电芬顿催化剂由以下方法制备得到：

（1）将硼氢化钠溶液滴加到含有Fe³⁺和Ce³⁺的混合溶液中，搅拌；所述硼氢化钠溶液的滴加速率为0.02 mL/秒～0.5 mL/秒；所述硼氢化钠溶液的浓度为0.4 M；所述搅拌的转速为250rpm；所述搅拌的时间为10 min～15 min；

（2）将步骤（1）中经搅拌后的混合溶液老化，洗涤，干燥，得到铁/铈双金属非均相电芬顿催化剂；所述老化的时间为2 h；所述洗涤为采用超纯水或乙醇对老化后得到的产物进行清洗；所述干燥在真空条件下进行；所述干燥的温度为60℃。

2.根据权利要求1所述的铁/铈双金属非均相电芬顿催化剂，其特征在于，所述铁的氧化物包括三价铁的氧化物和二价铁的氧化物；所述铈的氧化物包括三价铈的氧化物和四价铈的氧化物。

3.一种如权利要求1或2所述的铁/铈双金属非均相电芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将硼氢化钠溶液滴加到含有Fe³⁺和Ce³⁺的混合溶液中，搅拌；所述含有Fe³⁺和Ce³⁺的混合溶液中Fe³⁺与Ce³⁺的摩尔比为2∶1；所述硼氢化钠溶液的滴加速率为0.02 mL/秒～0.5mL/秒；

S2、将步骤S1中经搅拌后的混合溶液老化，洗涤，干燥，得到铁/铈双金属非均相电芬顿催化剂；所述老化的时间为2 h。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述硼氢化钠溶液的浓度为0.4 M；所述搅拌的转速为250rpm；所述搅拌的时间为10 min～15 min。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述洗涤为采用超纯水或乙醇对老化后得到的产物进行清洗；所述干燥在真空条件下进行；所述干燥的温度为60℃。

6.一种如权利要求1或2所述的铁/铈双金属非均相电芬顿催化剂或权利要求3～5中任一项所述的制备方法制得的铁/铈双金属非均相电芬顿催化剂在处理抗生素废水中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：将铁/铈双金属非均相电芬顿催化剂与抗生素废水混合进行电芬顿催化反应，完成对抗生素废水的处理；所述铁/铈双金属非均相电芬顿催化剂的添加量为每升抗生素废水中添加铁/铈双金属非均相电芬顿催化剂0.04 g～0.12 g。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述电芬顿催化反应过程中还包括往抗生素废水中加入电解质；所述电解质的加入量为每升抗生素废水中添加电解质0.05 mol；所述电解质为硫酸钠；所述电芬顿催化反应过程中还包括对抗生素废水进行曝气处理；所述曝气处理为往体系中通入含氧气体；所述曝气处理过程中的曝气速率为0.1 L/min；所述抗生素废水中的抗生素为四环素、甲硝唑和氯霉素中的至少一种；所述抗生素废水中抗生素的初始浓度为50 mg/L；所述抗生素废水的pH值为3～9；所述电芬顿催化反应的反应体系中以活性炭纤维为阴极，以Pt片为阳极；所述电芬顿催化反应过程中控制外加电流为15 mA～80 mA；所述电芬顿催化反应在搅拌条件下进行；所述搅拌的转速为500rpm；所述电芬顿催化反应的温度为常温；所述电芬顿催化反应的时间为60 min。