CN107497434B - 用于非均相类芬顿反应的催化剂 - Google Patents
用于非均相类芬顿反应的催化剂 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107497434B CN107497434B CN201710850683.3A CN201710850683A CN107497434B CN 107497434 B CN107497434 B CN 107497434B CN 201710850683 A CN201710850683 A CN 201710850683A CN 107497434 B CN107497434 B CN 107497434B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catalyst
- iron
- water
- hours
- reaction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 20
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 12
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 8
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical class [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 7
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 7
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 5
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 4
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000012265 solid product Substances 0.000 claims description 4
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 229960002089 ferrous chloride Drugs 0.000 claims description 3
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 claims description 3
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 claims description 3
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 3
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims description 2
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 abstract description 9
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 5
- LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1 LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000007809 chemical reaction catalyst Substances 0.000 abstract description 2
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 abstract description 2
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 6
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- -1 iron ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 239000012028 Fenton's reagent Substances 0.000 description 2
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M methylene blue Chemical compound [Cl-].C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940095070 tetrapropyl orthosilicate Drugs 0.000 description 1
- ZQZCOBSUOFHDEE-UHFFFAOYSA-N tetrapropyl silicate Chemical compound CCCO[Si](OCCC)(OCCC)OCCC ZQZCOBSUOFHDEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/745—Iron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/20—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state
- B01J35/23—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state in a colloidal state
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/396—Distribution of the active metal ingredient
- B01J35/397—Egg shell like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
- B01J37/031—Precipitation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/08—Heat treatment
- B01J37/082—Decomposition and pyrolysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/722—Oxidation by peroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/308—Dyes; Colorants; Fluorescent agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/34—Organic compounds containing oxygen
- C02F2101/345—Phenols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/38—Organic compounds containing nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/02—Specific form of oxidant
- C02F2305/026—Fenton's reagent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种铁基多相类芬顿反应催化剂，其由氧化铁和氧化硅组成，氧化硅包覆氧化铁，其中氧化铁含量在15‑75％之间，氧化硅含量在85‑25％之间。所述催化剂对利用芬顿反应催化降解有机污染物如苯酚、硝基苯和亚甲基蓝等具有很好的催化活性，且成本低、易回收、可重复使用，具有很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及环境功能材料及废水处理技术领域，具体涉及用于非均相类芬顿反应的催化剂。
背景技术
利用芬顿反应去除水中难降解有机污染物是一种有效的污处理技术。芬顿试剂是Fe2+与H2O2的混合溶液，具有强氧化性，而使用这种试剂的反应被称为芬顿反应。在利用芬顿反应处理水中难降解有机污染物的过程，反应产生具有强氧化性的羟基自由基(HO·)，该羟基自由基具有很高的氧化活性，能将水体中难降解有机污染物降解去除并转化为对环境无污染的CO2和H2O，是一种环境友好的绿色催化工艺。然而，芬顿反应通常在均相下进行，尽管催化效率较高且反应容易控制，但均相反应pH适用范围窄，溶液含铁浓度高，导致后处理过程产生大量铁泥，增加了处理成本。
为了克服芬顿试剂的不足，采用非均相催化剂取代Fe2+与H2O2组合形成类芬顿体系。在类芬顿体系中，仅少量浓度的铁离子溶出，可以降低溶液中的铁离子浓度，减少铁泥的产生，还可以拓宽pH适用范围。因此，开发出催化效果好，寿命长，pH适用范围宽，价格低廉的非均相芬顿反应催化剂具有极大的工业应用价值。
铁基多相类芬顿催化剂近年来多有文献报道，并有相关的专利公开了一些基于铁的非均相类芬顿催化剂。但现有的报道中，基于铁的非均相类芬顿催化剂存在制备过程复杂、成本较高、铁易溶出流失等缺点。因此，存在开发更适于工业应用的用于非均相类芬顿催化剂的需求。
发明内容
本发明的目的开发一种制备过程简单的用于非均相类芬顿反应的催化剂，该催化剂在有机污染物的降解方面具有很高的催化活性，并能防止反应过程中铁的溶出和流失。
本发明提供一种用于非均相芬顿反应的催化剂，由氧化铁和氧化硅组成，其中，氧化硅包覆氧化铁，其中氧化铁含量在15-75％之间，氧化硅含量在85-25％之间。
在一些方面，本发明的催化剂的制备方法包括以下步骤：
1)向0.01-0.1M的铁源水溶液中加入碱并搅拌形成沉淀；
2)收集沉淀后重新分散在水和乙醇的混合溶剂中，并加入表面活性剂和硅源形成混合溶液；
3)在混合溶液反应后收集固体产物，干燥后在在350-800℃焙烧1-15小时。
为制备本发明的催化剂，步骤1)中铁源与碱的比例可以是适合的比例，优选摩尔比为1:3-1:10。可以用于本发明的铁源可以是可溶液铁盐，例如二价铁盐或三价铁盐，优选的三价铁盐选自硫酸铁、氯化铁、硝酸铁等，优选的二价铁盐选自硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁等。可以用于本发明的碱可以是任何适合的盐，优选选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨水。
为制备本发明的催化剂，步骤1)的搅拌可以使用任何适用的搅拌方法，例如机械搅拌、空气搅拌等。搅拌的时间根据需要设定，例如在5分钟-2小时之间。
为制备本发明的催化剂，混合溶液的水和乙醇的体积比优选在1/5-5/1之间。
为制备本发明的催化剂，所述表面活性剂优选为2-10mM的十六烷基三甲基溴化铵，但本发明并不意图将表面活性剂限于此。
为制备本发明的催化剂，所述硅源可以是任何适宜的硅酸酯，可以是正硅酸乙酯，正硅酸四丙酯、正硅酸四甲酯中的一种或多种，所述硅源与铁源的摩尔比优选在0.44-7.5之间。为制备本发明的催化剂，在添加表面活性剂和硅源之后，将混合溶液在20-50℃条件下反应2-10小时。
具体地，本发明的用于多相类芬顿反应的催化剂通过以下步骤制备：
1)将1mmol铁源溶解在10-100mL水中，加入3-10mmol碱搅拌5分钟-2小时形成沉淀，
2)收集沉淀后重新分散在10-100mL水和乙醇的混合溶液中，再加入一定量的表面活性剂和硅源形成混合溶液；
3)将所述混合体系在20-50℃条件下反应2-10小时，反应结束后收集固体产物，将所述固体产物经50-200℃干燥后，再在350-800℃焙烧1-15小时，即得到所述催化剂。
本发明得到的用于非均相类芬顿反应的催化剂在降解有机污染物时具有很高的催化活性，将本发明所得催化剂应用于苯酚、硝基苯、亚甲基蓝、署红B等有机物的降解时，有机物的去除率达到95％以上，且该铁基多相类芬顿催化剂还具有无需调节pH值、易回收、可重复多次使用等优点，具有可观的经济效益。
附图说明
图1为本发明的催化剂在焙烧前的透射电镜照片。
图2为本发明的催化剂在焙烧后的透射电镜照片。
图3为本发明的催化剂在焙烧后的X射线衍射照片。
图4为本发明的催化剂在降解不同有机物时的降解效率。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的方法进行说明，但本发明并不局限于此。
下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
将1mmol硝酸铁溶解在10mL水中，然后加入10mmol氢氧化钠，搅拌30分钟后离心分离，将分离得到的固体溶解在70ml乙醇与水的混合液中(乙醇/水＝4/3，体积比)，然后加入0.1mmol十六烷基三甲基溴化铵，再加入4mmol正硅酸乙酯，25℃下搅拌6小时，然后离心收集固体，在80℃干燥后再在450℃焙烧5小时。
如图1所示，在焙烧前，氧化铁和氧化硅颗粒均为纳米级颗粒，氧化硅纳米级颗粒包覆在氧化铁纳米级颗粒外部。焙烧后，可以看见，氧化硅仍然包覆在氧化铁的外部，可以有效地防止内部铁的溶出，如图2所示。图3为本发明的催化剂在焙烧后的X射线衍射照片，可见经过本发明的方法，成功合成出氧化铁和氧化硅。
实施例2
将1mmol氯化铁溶解在100mL水中，然后加入3mmol氢氧化钠，搅拌5分钟后离心分离，将分离得到的固体溶解在10ml乙醇与水的混合液中(乙醇/水＝5/1，体积比)，然后加入0.02mmol十六烷基三甲基溴化铵，再加入0.44mmol正硅酸乙酯，20℃下搅拌10小时，然后离心收集固体，在50℃干燥后再在350℃焙烧15小时。
实施例3
将1mmol硫酸铁溶解在50mL水中，然后加入8mmol氢氧化钾，搅拌60分钟后离心分离，将分离得到的固体溶解在100ml乙醇与水的混合液中(乙醇/水＝1/5，体积比)，然后加入0.04mmol十六烷基三甲基溴化铵，再加入7.5mmol正硅酸乙酯，40℃下搅拌3小时，然后离心收集固体，在200℃干燥后再在800℃焙烧2小时。
实施例4
将1mmol硝酸亚铁溶解在30mL水中，然后加入10mmol氨水，搅拌2小时后离心分离，将分离得到的固体溶解在100ml乙醇与水的混合液中(乙醇/水＝3/4，体积比)，然后加入0.06mmol十六烷基三甲基溴化铵，再加入5mmol正硅酸乙酯，30℃下搅拌6小时，然后离心收集固体，在100℃干燥后再在500℃焙烧4小时。
实施例5
将1mmol硫酸亚铁溶解在40mL水中，然后加入5mmol氨水，搅拌2小时后离心分离，将分离得到的固体溶解在60ml乙醇与水的混合液中(乙醇/水＝1/1,体积比)，然后加入0.05mmol十六烷基三甲基溴化铵，再加入4mmol正硅酸乙酯，50℃下搅拌2小时，然后离心收集固体，在80℃干燥后再在600℃焙烧3小时。
实施例6
将1mmol氯化亚铁溶解在20mL水中，然后加入5mmol氢氧化钾，搅拌60分钟后离心分离，将分离得到的固体溶解在60ml乙醇与水的混合液中(乙醇/水＝3/1,体积比)，然后加入0.06mmol十六烷基三甲基溴化铵，再加入4mmol正硅酸乙酯，20℃下搅拌10小时，然后离心收集固体，在100℃干燥后再在400℃焙烧8小时。
实施例7
将实施例1中得到的产物(20mg)加入到含有机污染物的溶液中(50mL)，再加入3mL质量分数为30％的H2O2即可进行芬顿反应对有机污染物进行降解，结果如图4所示，催化剂表现出优异的有机污染物降解性能。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种催化剂，用于多相类芬顿反应，由氧化铁和氧化硅组成，其中，氧化硅包覆氧化铁，其中氧化铁含量在15-75％之间，氧化硅含量在85-25％之间；所述催化剂的制备方法包括如下步骤：
1)向0.01-0.1M的铁源水溶液中加入碱并搅拌形成沉淀，其中铁源与碱的摩尔比为1:3-1:10；
2)收集沉淀后重新分散在水和乙醇的混合溶剂中，并加入表面活性剂和硅源形成混合溶液，混合溶液的水和乙醇的体积比在1/5-5/1之间；
3)在混合溶液反应后收集固体产物，干燥后在在350-800℃焙烧1-15小时。
2.一种如权利要求1所述的催化剂，其中，步骤1)的铁源选自硫酸铁、氯化铁、硝酸铁等三价铁盐，或硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁等二价铁盐。
3.一种如权利要求1所述的催化剂，其中，步骤1)的碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨水。
4.一种如权利要求1所述的催化剂，其中步骤1)中的搅拌时间为5分钟-2小时。
5.一种如权利要求1所述的催化剂，其中步骤2)中的表面活性剂为2-10mM的十六烷基三甲基溴化铵。
6.一种如权利要求1所述的催化剂，其中步骤2)中的硅源为正硅酸乙酯，其与步骤1)中铁源的摩尔比在0.44-7.5之间。
7.一种如权利要求1所述的催化剂，其中步骤3)中混合溶液在20-50℃条件下反应2-10小时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710850683.3A CN107497434B (zh) | 2017-09-20 | 2017-09-20 | 用于非均相类芬顿反应的催化剂 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710850683.3A CN107497434B (zh) | 2017-09-20 | 2017-09-20 | 用于非均相类芬顿反应的催化剂 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107497434A CN107497434A (zh) | 2017-12-22 |
| CN107497434B true CN107497434B (zh) | 2020-06-12 |
Family
ID=60697927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710850683.3A Expired - Fee Related CN107497434B (zh) | 2017-09-20 | 2017-09-20 | 用于非均相类芬顿反应的催化剂 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107497434B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108793381A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-11-13 | 常州大学 | 一种有机污染物的降解方法 |
| CN110482676A (zh) * | 2019-08-25 | 2019-11-22 | 山东理工大学 | 一种处理亚甲基蓝废水的方法 |
| CN111111665A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-08 | 太原理工大学 | 一种负载型金属催化剂及其制备方法 |
| CN116060006A (zh) * | 2021-10-30 | 2023-05-05 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种整体式缓释铁碳催化材料及其制法和应用 |
| CN115920903A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-04-07 | 山东海科创新研究院有限公司 | 磁性催化剂及其制备方法和应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103316614A (zh) * | 2013-06-05 | 2013-09-25 | 浙江大学 | 一种γ-Fe2O3/SiO2纳米复合材料的制备方法及纳米复合材料颗粒 |
| CN104258860A (zh) * | 2014-09-12 | 2015-01-07 | 西南民族大学 | 表面改性纳米四氧化三铁芬顿催化剂及其制备方法 |
| CN105879872A (zh) * | 2016-04-27 | 2016-08-24 | 河北协同环保科技股份有限公司 | 类芬顿反应催化剂的制备方法及应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106902822A (zh) * | 2017-03-02 | 2017-06-30 | 河北科技大学 | 一种二氧化硅包裹的中空四氧化三铁壳核结构纳米颗粒及其制备方法 |
-
2017
- 2017-09-20 CN CN201710850683.3A patent/CN107497434B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103316614A (zh) * | 2013-06-05 | 2013-09-25 | 浙江大学 | 一种γ-Fe2O3/SiO2纳米复合材料的制备方法及纳米复合材料颗粒 |
| CN104258860A (zh) * | 2014-09-12 | 2015-01-07 | 西南民族大学 | 表面改性纳米四氧化三铁芬顿催化剂及其制备方法 |
| CN105879872A (zh) * | 2016-04-27 | 2016-08-24 | 河北协同环保科技股份有限公司 | 类芬顿反应催化剂的制备方法及应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107497434A (zh) | 2017-12-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107497434B (zh) | 用于非均相类芬顿反应的催化剂 | |
| WO2017128600A1 (zh) | 用于废水处理的臭氧催化氧化催化剂及其制备方法 | |
| CN103464166B (zh) | 一种以铁尾矿为载体的负载型过渡金属催化剂的制备方法以及降解有机污染物的方法 | |
| CN105776494B (zh) | 一种苯酚废水的处理方法 | |
| CN108341479A (zh) | 基于纳米铁酸铜活化单过硫酸盐的应用 | |
| CN107774283B (zh) | 一种二硫化钼插层水滑石复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN103357413A (zh) | 二元氧化物复合型固体酸催化剂的制备及催化h2o2氧化处理难降解有机污染物 | |
| CN113751015A (zh) | 一种无定形非均相芬顿催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN110368900B (zh) | 一种竹炭改性材料及其制备方法和用途 | |
| CN114768819A (zh) | 铁酸锰/生物炭复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN111573770B (zh) | 一种采用锰铁氧化物材料去除水中阿散酸的方法 | |
| CN112206779B (zh) | MIL-100(Fe/Co)衍生磁性复合材料催化降解水中氯霉素的方法及应用 | |
| CN112121798B (zh) | MIL-101(Fe/Co)衍生磁性铁酸钴催化降解水中氯霉素的方法及应用 | |
| CN113600133A (zh) | 一种除磷吸附剂及其制备方法和应用 | |
| CN111013588B (zh) | 一种类芬顿催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN108439529B (zh) | 利用铁酸铋/钨酸铋异质结光催化材料去除水体中罗丹明b的方法 | |
| CN102452677B (zh) | 一种废催化裂化催化剂的处理方法 | |
| CN115057477A (zh) | 一种利用赤泥制备FeOOH的方法 | |
| CN111153485A (zh) | 一种高效活化过硫酸盐的组合物及其应用 | |
| CN115367808A (zh) | 一种黄铁矿表面钝化处理的方法 | |
| CN110841649B (zh) | 一种铜铈双金属类芬顿催化材料的制备方法、制得的催化材料及其应用 | |
| CN114075626B (zh) | 一种利用水热法溶萃一体化回收稀土永磁废料中稀土金属的方法 | |
| CN112892553B (zh) | 一种富氧空缺四氧化三钴/锰渣复合三元金属磁性催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN109437384B (zh) | 铜离子加速果糖-k2hpo4产物处理含铬废水的方法 | |
| CN105195149A (zh) | 磁性掺杂磁铁矿异相芬顿催化剂、制备及其在处理染料废水方面的应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200612 Termination date: 20210920 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |