[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

说明书

本发明公开了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，该催化剂的制备方法包括：将L‑抗坏血酸、乙二醇和水制成含碳储备液，与尖晶石铜铁氧体悬浮液混合进行水热反应，制得磁性掺碳尖晶石铜铁氧体催化剂。本发明磁性掺碳尖晶石铜铁氧体催化剂具有比表面积大、活性位点丰富、碳掺杂量适宜且可控、导电性好、稳定性好、磁性性能好、芬顿催化性能优异等优点，是一种性能优异的新型异相芬顿催化剂，用于处理有机污染物废水时，能够实现对有机污染物的高效降解，使用价值高，应用前景好；同时，本发明制备方法还具有工艺简单、操作方便、反应条件温和、原料来源丰富、能耗低、成本低、产率高等优点，适合于大规模制备，利于工业化应用。

技术领域

本发明属于材料制备及芬顿催化技术领域，涉及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，具体涉及一种以L-抗坏血酸为碳源通过两步水热法制备磁性掺碳尖晶石铜铁氧体催化剂的方法及所制得的磁性掺碳尖晶石铜铁氧体催化剂在降解有机污染物中的应用。

背景技术

随着社会经济的迅速发展以及化石燃料的大量消耗，环境污染及能源危机日益凸显，严重威胁着人类的生存发展及生态环境的稳定，有机物废水(如抗生素废水)的排放对周围环境造成了灾难性的影响，并且继续威胁着人类生活质量和生态系统。目前处理废水的主要方法有物理方法、化学方法和生物方法，也可多种方法反应组合使用，其中芬顿催化可以有效去除污染废水中的有机污染物，治理废水中的抗生素方面获得了巨大的成功。但传统的均相芬顿试剂(Fe²⁺/H₂O₂)pH值适应范围窄、并且伴随有大量铁泥产生等固有不足，因此，人们的关注点转向异相芬顿催化剂。

相比较而言，异相芬顿催化剂不仅可以打破均相芬顿反应的酸性限制，使得芬顿反应的pH适用范围从酸性拓展到碱性，而且可以克服大量铁泥产生的弊端，同时在反应结束后可以对催化剂进行回收再利用，大幅降低处理成本。目前，报道的异相芬顿催化氧化技术反应机理主要是以固体表面为反应环境的羟基自由基机理，如含铁的固体催化剂可与H₂O₂反应产生·OH，·OH具有强氧化性，可将污染物氧化成二氧化碳和水，从而实现对污染物的高效降解。