[发明专利]一种磁性掺碳尖晶石铜铁氧体催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种磁性掺碳尖晶石铜铁氧体催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将L-抗坏血酸、乙二醇和水混合进行水热反应，过滤，收集滤液，得到含碳储备液；

S2、将步骤S1中的含碳储备液与尖晶石铜铁氧体悬浮液混合进行水热反应，离心，干燥，得到磁性掺碳尖晶石铜铁氧体催化剂；所述含碳储备液与尖晶石铜铁氧体悬浮液的体积比为0.3～2.1∶30；所述尖晶石铜铁氧体悬浮液中尖晶石铜铁氧体的浓度为0.05mol/L～0.1mol/L。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述尖晶石铜铁氧体悬浮液由以下方法制备得到：将二价铜盐和二价铁盐溶于水中，采用碱性溶液调节溶液的pH值为11～13，在转速为400r/min～500r/min的条件下搅拌30min～60min，得到尖晶石铜铁氧体悬浮液；所述二价铜盐和二价铁盐的摩尔比为1∶2；所述二价铜盐为Cu(NO₃)₂·6H₂O；所述二价铁盐为Fe(NO₃)₂·9H₂O；所述碱性溶液为氢氧化钠溶液；所述氢氧化钠溶液的浓度为2M。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述水热反应之前还包括以下步骤：将步骤S1中的含碳储备液与尖晶石铜铁氧体悬浮液混合，在转速为400r/min～500r/min的条件下搅拌60min～90min；所述水热反应在温度为150℃～160℃下进行；所述水热反应的时间为12h～13h；所述离心的转速为6000r/min～8000r/min；所述离心时间为3min～5min；所述干燥在温度为60℃～70℃下进行；所述干燥的时间为24h～30h。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述L-抗坏血酸和水的质量比为5～8∶125，所述水和乙二醇的体积比为3～5∶3；所述水热反应之前还包括以下步骤：将L-抗坏血酸、乙二醇和水混合，在转速为400r/min～500r/min的条件下搅拌10min～30min；所述水热反应在温度为150℃～160℃下进行；所述水热反应的时间为60min～70min；所述过滤采用的是孔径为0.22μm～0.45μm的有机滤膜，用于去除溶液中的大颗粒物质。

5.一种磁性掺碳尖晶石铜铁氧体催化剂，其特征在于，所述磁性掺碳尖晶石铜铁氧体催化剂由权利要求1～4中任一项所述的制备方法制备得到。

6.根据权利要求5所述的磁性掺碳尖晶石铜铁氧体催化剂，其特征在于，所述磁性掺碳尖晶石铜铁氧体催化剂包括尖晶石铜铁氧体，所述尖晶石铜铁氧体表面掺杂有碳；所述磁性掺碳尖晶石铜铁氧体催化剂的光电子能谱中存在C-C键和C＝O键，分别对应于284.83eV和288.80eV；所述磁性掺碳尖晶石铜铁氧体催化剂的平均比表面积为70.87m²/g，平均孔体积为0.17cm³/g，平均孔径为9.7nm，饱和磁化强度为14.25emu/g。

7.一种如权利要求5或6所述的磁性掺碳尖晶石铜铁氧体催化剂在处理有机污染物废水中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：将磁性掺碳尖晶石铜铁氧体催化剂与有机污染物废水混合，加入H₂O₂溶液进行芬顿反应，完成对有机污染物废水的处理；所述磁性掺碳尖晶石铜铁氧体催化剂和有机污染物废水中有机污染物质量比为4～12∶1；所述H₂O₂溶液与有机污染物废水的体积比为1∶50。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述有机污染物废水中的有机污染物为抗生素；所述有机污染物废水中有机污染物的初始浓度为10mg/L～30mg/L；所述抗生素为盐酸四环素和/或土霉素；所述H₂O₂溶液的浓度为0.5M～2M；所述芬顿反应在转速为180r/min～200r/min下进行；所述芬顿反应的时间为60min～90min。