[发明专利]一种磁性钙钛矿催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种磁性钙钛矿催化剂，其制备工艺包括：（1）称取可溶性钴盐、可溶性锶盐、可溶性铁盐共同溶于水中，形成均质溶液，Co、Sr、Fe的摩尔比1：1‑2：1；（2）按照总的金属离子和碳酸钠(Na₂CO₃)的摩尔比为12：20的比例，向均质溶液逐滴添加Na₂CO₃溶液，滴加结束后，继续搅拌30 min，然后静置1 h；（3）将上述溶液过滤，用洗涤滤渣直至滤液pH=7，然后将洗涤后的滤渣在80℃下干燥12h，将干燥后滤渣研磨成粉末，得到前驱体；（4）将前驱体在725℃~1025℃下焙烧6h，得到产品磁性钙钛矿催化剂。该催化剂结构稳定，能够激活过一硫酸氢盐，降解抗生素，催化效率高，无残留。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，尤其是涉及一种磁性钙钛矿催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

抗生素具有抑制或杀灭各种病原体和有害微生物的功效，可用于治疗疾病和抵御细菌，因此在畜牧、水产养殖以及农业生产等领域应用非常广泛，目前可大规模生产的抗生素有几千种，抗生素使用量很大，而且也存在抗生素的滥用情况，其进入生物体之后，难以被吸收，大部分从生物体排出最终进入环境比如土壤、地表水体、城市污水以及地下水中，造成环境抗生素污染，不仅容易滋生大量的抗药性细菌或病毒，还有可能进化成超级细菌或超级病毒，从而引起全球瘟疫，进而严重威胁人类的健康安全。因此，寻找一种高效、低成本的方法消除水环境中抗生素的不当排放具有重要意义。

现有技术中对于抗生素降解也进行了大量的研究。中国专利文献（申请号2020102204795）公开一种用于催化降解抗生素的改性钙钦矿中空多孔微球及其制备方法和应用，涉及用于催化降解抗生素的改性钙钛矿中空多孔微球及其制备方法和应用，所述中空多孔微球制备方法包括以下步骤：1）制备硝酸盐溶液；(2)制备钛酸四正丁酯溶液；(3)将碳酸氢氨搅拌溶解于水中制得饱和碳酸氢氨水溶液；(4)混合；(5)加热反应；(6)锻烧。该发明具有较好的孔状结构，极大的比表面积，且吸附性极佳，再配合多孔微球材料表面金属的光催化性，使废水中的抗生素吸附在表面上，在可见光的作用下催化降解，达到高效去除抗生素的目的，而且处理能耗低、成本低、管理简单，易于分离、回收，可循环使用，降低了抗生素废水的处理成本，且不会对环境造成二次污染。但是其制备工艺比较复杂，而且催化反应效率低，反应后回收程序复杂，成本高。

另外现有技术中的一些复合催化剂，其催化剂结构不够稳定，也面临催化剂中金属离子浸出浓度大，容易引起二次污染的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种磁性钙钛矿催化剂，其结构稳定，能够激活过一硫酸氢盐，降解抗生素，催化效率高，无残留。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种磁性钙钛矿催化剂，其结构式为 SrCo_1-δFe_δO_2.78，其中δ=0.19。

一种磁性钙钛矿催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）称取可溶性钴盐、可溶性锶盐、可溶性铁盐共同溶于水中，形成均质溶液，Co、Sr、Fe的摩尔比1：1-2：1；

（2）按照总的金属离子和碳酸钠(Na₂CO₃)的摩尔比为12：20的比例，向均质溶液逐滴添加Na₂CO₃溶液，滴加结束后，继续搅拌30 min， 然后静置1 h；

（3）将上述溶液过滤，用洗涤滤渣直至滤液pH=7，然后将洗涤后的滤渣在80 ℃下干燥12h，将干燥后滤渣研磨成粉末，得到前驱体；

（4）将前驱体在725℃~1025 ℃温度下焙烧6h，得到产品磁性钙钛矿催化剂。