CN114768819A - 铁酸锰/生物炭复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
铁酸锰/生物炭复合材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114768819A CN114768819A CN202210339502.1A CN202210339502A CN114768819A CN 114768819 A CN114768819 A CN 114768819A CN 202210339502 A CN202210339502 A CN 202210339502A CN 114768819 A CN114768819 A CN 114768819A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- biochar
- mixed solution
- bisphenol
- manganese ferrite
- composite material
- 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.)
- Pending
Links
- 239000011572 manganese Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 60
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 60
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 59
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 36
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims description 47
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 44
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 33
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 claims description 7
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 6
- MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N manganese(II) nitrate Inorganic materials [Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 6
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000017060 Arachis glabrata Nutrition 0.000 claims description 4
- 241001553178 Arachis glabrata Species 0.000 claims description 4
- 235000010777 Arachis hypogaea Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000018262 Arachis monticola Nutrition 0.000 claims description 4
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 4
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 235000020232 peanut Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 3
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 2
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 abstract 1
- 150000002696 manganese Chemical class 0.000 abstract 1
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 155
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 50
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 33
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 32
- FHHJDRFHHWUPDG-UHFFFAOYSA-L peroxysulfate(2-) Chemical compound [O-]OS([O-])(=O)=O FHHJDRFHHWUPDG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 29
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 23
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 14
- 239000012425 OXONE® Substances 0.000 description 11
- OKBMCNHOEMXPTM-UHFFFAOYSA-M potassium peroxymonosulfate Chemical compound [K+].OOS([O-])(=O)=O OKBMCNHOEMXPTM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 8
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 8
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 8
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 7
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L peroxydisulfate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 229930185605 Bisphenol Natural products 0.000 description 2
- NIQCNGHVCWTJSM-UHFFFAOYSA-N Dimethyl phthalate Chemical compound COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OC NIQCNGHVCWTJSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017163 MnFe2O4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 2
- 238000009303 advanced oxidation process reaction Methods 0.000 description 2
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 2
- 239000012496 blank sample Substances 0.000 description 2
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- HMUNWXXNJPVALC-UHFFFAOYSA-N 1-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)C(CN1CC2=C(CC1)NN=N2)=O HMUNWXXNJPVALC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)-N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C(=O)NCCC(N1CC2=C(CC1)NN=N2)=O VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WZFUQSJFWNHZHM-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2 WZFUQSJFWNHZHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 3-nitrobicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid Chemical compound C1C2C=CC1C(C(=O)O)C2(C(O)=O)[N+]([O-])=O QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTJIUGUIPKRLHP-UHFFFAOYSA-N 4-nitrophenol Chemical compound OC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 BTJIUGUIPKRLHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CONKBQPVFMXDOV-QHCPKHFHSA-N 6-[(5S)-5-[[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]methyl]-2-oxo-1,3-oxazolidin-3-yl]-3H-1,3-benzoxazol-2-one Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)C[C@H]1CN(C(O1)=O)C1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1 CONKBQPVFMXDOV-QHCPKHFHSA-N 0.000 description 1
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CQPFMGBJSMSXLP-ZAGWXBKKSA-M Acid orange 7 Chemical compound OC1=C(C2=CC=CC=C2C=C1)/N=N/C1=CC=C(C=C1)S(=O)(=O)[O-].[Na+] CQPFMGBJSMSXLP-ZAGWXBKKSA-M 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010007269 Carcinogenicity Diseases 0.000 description 1
- 229910002551 Fe-Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N Ferrous sulfide Chemical compound [Fe]=S MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005562 Glyphosate Substances 0.000 description 1
- 229910000708 MFe2O4 Inorganic materials 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 1
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 231100000260 carcinogenicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000007670 carcinogenicity Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 231100000481 chemical toxicant Toxicity 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- FBSAITBEAPNWJG-UHFFFAOYSA-N dimethyl phthalate Natural products CC(=O)OC1=CC=CC=C1OC(C)=O FBSAITBEAPNWJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001826 dimethylphthalate Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- -1 except for example 6 Chemical compound 0.000 description 1
- 230000005307 ferromagnetism Effects 0.000 description 1
- 229940097068 glyphosate Drugs 0.000 description 1
- XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-N glyphosate Chemical compound OC(=O)CNCP(O)(O)=O XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229960005489 paracetamol Drugs 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013076 target substance Substances 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 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
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/889—Manganese, technetium or rhenium
- B01J23/8892—Manganese
-
- 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
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/18—Carbon
-
- 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
- C02F1/725—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
Abstract
本发明公开了一种铁酸锰/生物炭复合材料及其制备方法和应用，铁酸锰/生物炭复合材料的制备方法包括以下步骤：将铁盐、锰盐和水混合，得到第一混合溶液，向第一混合溶液中加入柠檬酸和氯化钠，搅拌，调节pH至6.5～7.5，得到第二混合溶液，将生物炭液体与第二混合溶液混合，在搅拌条件下加热成凝胶，再煅烧，得到铁酸锰/生物炭复合材料，本发明的铁酸锰/生物炭复合材料活化的PMS，铁酸锰/生物炭复合材料具有较高的双酚A去除活性，且催化剂用量较少，本发明的铁酸锰/生物炭复合材料有较低的金属浸出风险，一定程度上减少了对环境的污染。
Description
技术领域
本发明属于环境功能材料技术领域，具体来说涉及一种铁酸锰/生物炭复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着世界人口的增长和工业化的快速发展以及有毒化学品的不当处理和意外泄漏，越来越多的有机污染物被释放到环境中，特别是具有毒性、致癌性等特征的污染物，对人类健康和生态系统构成威胁。开发有效的方法从环境中去除这些污染物非常重要。高级氧化工艺(AOPs)的特点是产生具有强氧化能力的羟基自由基(·OH)等自由基，通过化学氧化剂(如臭氧、过氧化氢、过硫酸盐等)将持久性和难降解性有机污染物氧化成无害、危害较小的物质。2000年以来，以硫酸根自由基(SO4 ·-)为活性物质的过硫酸盐活化已成为水和废水处理领域的热点。通常，过一硫酸盐(PMS)和过二硫酸盐(PDS)是在水性条件下生成SO4 ·-的两个主要前体。与PMS相比，PDS因其对称结构(两组SO3 -)而更难激活。通常情况下，过硫酸盐与大多数有机污染物直接反应通常是不可行的，需要通过碱活化、紫外线、热、超声波、过渡金属和碳基材料等活化产生自由基或其他活性物质。在PMS活化体系中，多相催化体系因其反应条件温和、节能、易操作、易回收、耐受性强等优点而被广泛研究。多相催化系统中，制造高效的环保催化剂至关重要。在PMS活化的各种催化剂中，金属基催化剂越来越受到关注。铁基催化剂的铁磁性有利于通过简单的磁选回收利用，因此铁基催化剂已被用于活化PMS以降解各种污染，如酸性橙7、双酚、邻苯二甲酸二甲酯等，并有望成为可用于原位修复的催化剂。
目前，铁基催化剂的研究主要集中在零价铁、氧化铁和硫化铁，其他形式的铁基催化剂有待进一步研究。以往的研究表明，引入第二种金属构建双金属催化剂可以有效提高铁催化剂的性能和效率，因为双金属标准氧化还原电位的差异可以促进价循环和电子转移，从而提高对铁催化剂的活化性能。先前报道，Fe-Mn双金属可作为一种有效的PMS活化剂，而且Mn的低毒性更环保。最近，一种典型的双金属铁基氧化物尖晶石铁氧体具有通式MFe2O4(M是一种二价过渡金属，如Co、Cu、Mn和Zn)引起了广泛关注。其中，MnFe2O4(又称铁酸锰)已被证明是一种优异的PMS活化催化剂，可降解草甘膦、对硝基苯酚、扑热息痛等有机污染物。然而，催化剂中金属的价态很重要，应该对其进行调节以增强催化剂的稳定性并提高催化剂的活化效率。同时，金属基催化剂存在金属浸出的风险，导致催化效率下降，其次，浸出的金属可能产生的二次污染可能会导致从处理水中回收催化剂的困难，并增加操作成本，对环境甚至人类健康构成潜在威胁。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铁酸锰/生物炭复合材料的制备方法。
本发明的另一目的是提供上述制备方法获得的铁酸锰/生物炭复合材料。
本发明的另一目的是提供所述铁酸锰/生物炭复合材料在降解有机污染物中作为催化剂活化PMS的应用。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。
一种铁酸锰/生物炭复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将Fe(NO3)3·9H2O、Mn(NO3)2和水混合，得到第一混合溶液，向第一混合溶液中加入柠檬酸(C6H8O7)和氯化钠(NaCl)，搅拌50～70分钟，调节pH至6.5～7.5，得到第二混合溶液，其中，按物质的量份数计，所述第一混合溶液中Fe和Mn的比为2:1，Fe(NO3)3·9H2O和Mn(NO3)2的物质的量份数和、柠檬酸的物质的量份数和氯化钠的物质的量份数的比为1:(1～1.2):(1～1.2)；
在所述步骤1)中，所述第一混合溶液中Mn(NO3)2的浓度为0.004～0.005mol/L。
在所述步骤1)中，所述第一混合溶液中Fe(NO3)3·9H2O的浓度为0.009～0.010mol/L。
在所述步骤1)中，Fe(NO3)3·9H2O、Mn(NO3)2和水混合的温度为室温20～25℃。
在所述步骤1)中，调节pH采用氨水。
2)将生物炭液体与第二混合溶液混合，在搅拌条件下于90～100℃加热成凝胶，再煅烧用于除去柠檬酸，得到铁酸锰/生物炭复合材料，其中，生物炭液体为生物炭和水的混合物，按质量份数计，所述生物炭和Fe(NO3)3·9H2O的比为1:(3～18)。
在所述步骤2)中，加热成凝胶的时间为3～5小时。
在所述步骤2)中，生物炭液体为生物炭和水混合后超声制成。
在所述步骤2)中，煅烧在空气环境下进行。
在所述步骤2)中，所述煅烧的温度为280～300℃，所述煅烧的时间为1～1.5小时。
在所述步骤2)中，煅烧后研磨，洗涤，干燥。
在上述技术方案中，洗涤采用水。
在上述技术方案中，所述干燥的时间为55～60℃，所述干燥的温度为8～10小时。
在所述步骤2)中，所述生物炭液体中生物炭的浓度为11～12g/L。
在所述步骤2)中，所述生物炭的获得方法为：将花生壳研磨成粉末，干燥，于650～700℃限氧裂解2～2.5小时。
在所述步骤2)中，按质量份数计，所述生物炭和Fe(NO3)3·9H2O的比为1:(3.5～17.5)。
上述铁酸锰/生物炭复合材料在降解有机污染物中作为催化剂活化PMS的应用。
在上数技术方案中，所述有机污染物为双酚A。
本发明的铁酸锰/生物炭复合材料活化的PMS，铁酸锰/生物炭复合材料具有较高的双酚A去除活性，且催化剂用量较少，本发明的铁酸锰/生物炭复合材料有较低的金属浸出风险，一定程度上减少了对环境的污染。针对双酚A浓度为20mg/L的待降解液，铁酸锰/生物炭复合材料在30分钟内的去除率和矿化率分别达到100％和95.9％。
附图说明
图1为(a)对比例1所得生物炭(BC)、对比例2所得铁酸锰(MF)和实施例3所得铁酸锰/生物炭复合材料的XRD图谱和(b)对比例2所得铁酸锰(MF)和实施例3所得铁酸锰/生物炭复合材料在室温下的磁滞回线，其中，(b)中的插图为铁酸锰/生物炭复合材料的磁分离图片；
图2为TEM，其中，(a)和(b)为对比例1所得生物炭，(c)和(d)为对比例2所得铁酸锰，(e)和(f)为实施例3所得铁酸锰/生物炭复合材料；
图3为降解过程中双酚A的去除率，其中，(a)为对比例3～5以及实施例8中双酚A的去除率，(b)为对比例6以及实施例6～10中双酚A的去除率；
图4为降解过程中双酚A的去除率，其中，(a)为实施例8和实施例11～14中双酚A的去除率，(b)为实施例8和实施例15～18中双酚A的去除率，(c)为实施例8和实施例19～21中双酚A的去除率，(d)为实施例8和实施例22～23中双酚A的去除率，(e)为施例8和实施例24～27中双酚A的去除率，(f)为实施例8和对比例7～9中双酚A的去除率；
图5为实施例8在双酚A降解过程中TOC的值以及TOC去除率。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
下述实施例中生物炭(BC)的获得方法为：将花生壳(由中国河南商丘农场提供)用研磨机研磨成粉末，过50目筛，在烘箱中于60℃干燥24小时，使用马弗炉于700℃限氧裂解2小时得到(花生壳衍生的生物炭)。
下述实施例中的水均为去离子水。
去除率(％)＝1-降解率
下述双酚A浓度通过使用配有Thermo Scientific C18色谱柱和设置在230nm的紫外检测器的高效液相色谱仪(HPLC，Waters 1525，美国)进行分析，流动相为甲醇/水(70:30,v/v)，流速为1.0mL·min-1。
下述实施例中所涉及药品的来源如下：
实施例1～5
一种铁酸锰/生物炭复合材料(MnFe2O4@BC)的制备方法，包括以下步骤：
1)将Fe(NO3)3·9H2O、Mn(NO3)2和水于室温20～25℃混合，得到第一混合溶液，第一混合溶液中Mn(NO3)2的浓度为0.005mol/L，第一混合溶液中Fe(NO3)3·9H2O的浓度为0.010mol/L，向第一混合溶液中加入柠檬酸(C6H8O7)和氯化钠(NaCl)，搅拌60分钟，采用氨水调节pH至7，得到第二混合溶液，其中，按物质的量份数计，第一混合溶液中Fe和Mn的比为2:1，Fe(NO3)3·9H2O和Mn(NO3)2的物质的量份数和、柠檬酸的物质的量份数和氯化钠的物质的量份数的比为1:1:1；
2)将生物炭和水混合后超声30min制成生物炭液体，生物炭液体中生物炭的浓度为11.55g/L，将生物炭液体与第二混合溶液混合，在搅拌条件下于100℃加热4小时成凝胶，转移至马弗炉中，在空气环境下于300℃煅烧1小时，用于除去作为络合剂的柠檬酸，研磨，采用水洗涤，在烘箱中于60℃干燥8小时，得到铁酸锰/生物炭复合材料，其中，按质量份数计，生物炭和Fe(NO3)3·9H2O的比如表1所示。
表1
| 实施例 | 生物炭和Fe(NO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>·9H<sub>2</sub>O的比 | 编号 |
| 实施例1 | 1:1.75 | MFB-2:1 |
| 实施例2 | 1:3.5 | MFB-1:1 |
| 实施例3 | 1:7.0 | MFB-1:2 |
| 实施例4 | 1:10.5 | MFB-1:3 |
| 实施例5 | 1:17.5 | MFB-1:5 |
对比例1
实施例1～5中的生物炭(BC)。
对比例2
铁酸锰(MF)的制备方法，包括以下步骤：
1)将Fe(NO3)3·9H2O、Mn(NO3)2和水于室温20～25℃混合，得到第一混合溶液，第一混合溶液中Mn(NO3)2的浓度为0.005mol/L，第一混合溶液中Fe(NO3)3·9H2O的浓度为0.010mol/L，向第一混合溶液中加入柠檬酸(C6H8O7)和氯化钠(NaCl)，搅拌60分钟，采用氨水调节pH至7，得到第二混合溶液，其中，按物质的量份数计，第一混合溶液中Fe和Mn的比为2:1，Fe(NO3)3·9H2O和Mn(NO3)2的物质的量份数和、柠檬酸的物质的量份数和氯化钠的物质的量份数的比为1:1:1；
2)将第二混合溶液在搅拌条件下于100℃加热4小时成凝胶，转移至马弗炉中，在空气环境下于300℃煅烧1小时，用于除去作为络合剂的柠檬酸，研磨，采用水洗涤，在烘箱中于60℃干燥8小时，得到铁酸锰。
由图1的(a)可知，对于对比例1所得生物炭(BC)的XRD图谱，在20-30°观察到的宽衍射峰对应于生物炭的非晶石墨化结构的(002)面，对比例2所得铁酸锰(MF)在18.1°、29.9°、42.8°、56.8°、62.0°处的强衍射峰(2θ)对应于尖晶石型MnFe2O4晶面(JCPDS 73-1964)的(1 1 1)，(2 2 0)，(4 0 0)，(5 1 1)和(4 4 0)面，表明成功制备了高纯度尖晶石型铁酸锰。此外，实施例3(图1中MFB-1:2)表现出与对比例2相似的XRD衍射峰(图1a)。虽然与对比例2相比，实施例3的衍射峰强度相对较弱，但是在实施例3中，涉及铁酸锰的所有衍射峰的位置没有明显变化，这可能是因为在实施例3中生物炭的无定形结构的影响，这进一步表明实施例3铁酸锰/生物炭复合材料的成功制备。同时，XRD图中的窄峰和高强度峰证实了合成材料的高结晶度和小尺寸。
磁选是分离和重复利用催化剂的简单有效的方法之一，因此，在室温下对实施例3铁酸锰/生物炭复合材料和对比例2所得铁酸锰进行了VSM测试，磁滞回线如图1的(b)所示。由图可知，磁滞回线表明制备的材料具有磁性，对比例2和实施例3的饱和磁化强度分别为35.43emu/g和25.73emu/g。实施例3较低的饱和磁化强度是因为存在非磁性生物炭，这与之前的研究一致。然而，合成的实施例3仍然具有高磁性，可以在7分钟内完全分离(图1的(b)中插图)。
由图2可知，对比例1显示出具有光滑表面的层状结构(图2(a-b))，并且在TEM图像中可以观察到对比例2的晶格条纹以确认局部结晶度(图2(c-d))，这也可以在实施例3(图2(e-f))中看到。对比例2和实施例3的晶格条纹间距(分别为0.256和0.26nm)与MnFe2O4(311)平面的间距很好地匹配，表明了本发明技术方案中铁酸锰/生物炭复合材料的成功合成。此外，值得注意的是，TEM样品制备所经历的超声过程并未导致实施例3中铁酸锰的损失，表明铁酸锰与生物炭之间存在强烈的相互作用，并且所制备的材料具有一定的机械稳定性。
将实施例1～5中的铁酸锰/生物炭复合材料、对比例1中的生物炭和对比例2中的铁酸锰分别作为催化剂进行下述测试。
实施例6～27
双酚A(BPA)降解实验均在50mL离心管中于室温(25±1℃)下进行，所有实验设置三个平行，后续测试数据为该三个平行实验的平均值。
将40mL双酚A水溶液作为待降解液转移到离心管中，使待降解液的温度为T℃，加入催化剂和过氧单硫酸钾以引发反应，通过用0.1M的NaOH水溶液或H2SO4调整待降解液的pH至P，分别在第5、10、15、20、30、40、50和60分钟取出0.5mL待降解液并立即用0.5mL甲醇淬灭，得到样品，使用0.22μm PTFE膜过滤样品，随后测定双酚A浓度为C。
降解前待降解液中双酚A的浓度、所采用催化剂、P、每升待降解液投入催化剂的量、T以及每升待降解液投入过氧单硫酸钾的量如下表所示。
对比例3
双酚A(BPA)降解实验在50mL离心管中于室温(25±1℃)下进行，所有实验设置三个平行，后续测试数据为该三个平行实验的平均值。
将40mL双酚A水溶液作为待降解液转移到离心管中，待降解液中双酚A的浓度为20mg/L，使待降解液的温度为25±1℃，加入对比例1中的生物炭、对比例2中的铁酸锰和过氧单硫酸钾以引发反应，调整待降解液的pH至7.0±0.2，分别在第5、10、15、20、30、40、50和60分钟取出0.5mL待降解液并立即用0.5mL甲醇淬灭，得到样品，使用0.22μm PTFE膜过滤样品，随后测定双酚A浓度为C。其中，每升待降解液投入对比例1中生物炭的质量为0.1g，每升待降解液投入对比例2中铁酸锰的质量为0.1g，每升待降解液投入过氧单硫酸钾的质量为0.2g。
对比例4
双酚A(BPA)降解实验在50mL离心管中于室温(25±1℃)下进行，所有实验设置三个平行，后续测试数据为该三个平行实验的平均值。
将40mL双酚A水溶液作为待降解液转移到离心管中，待降解液中双酚A的浓度为20mg/L，使待降解液的温度为25±1℃，加入过氧单硫酸钾，调整待降解液的pH至7.0±0.2，分别在第5、10、15、20、30、40、50和60分钟取出0.5mL待降解液并立即用0.5mL甲醇淬灭，得到样品，使用0.22μm PTFE膜过滤样品，随后测定双酚A浓度为C。其中，每升待降解液投入过氧单硫酸钾的质量为0.2g。
对比例5
双酚A(BPA)降解实验在50mL离心管中于室温(25±1℃)下进行，所有实验设置三个平行，后续测试数据为该三个平行实验的平均值。
将40mL双酚A水溶液作为待降解液转移到离心管中，待降解液中双酚A的浓度为20mg/L，使待降解液的温度为25±1℃，加入实施例3所得铁酸锰/生物炭复合材料，调整待降解液的pH至7.0±0.2，分别在第5、10、15、20、30、40、50和60分钟取出0.5mL待降解液并立即用0.5mL甲醇淬灭，得到样品，使用0.22μm PTFE膜过滤样品，随后测定双酚A浓度为C。其中，每升待降解液投入实施例3所得铁酸锰/生物炭复合材料的质量为0.2g。
对比例6
双酚A(BPA)降解实验在50mL离心管中于室温(25±1℃)下进行，所有实验设置三个平行，后续测试数据为该三个平行实验的平均值。
将40mL双酚A水溶液作为待降解液转移到离心管中，待降解液中双酚A的浓度为20mg/L，使待降解液的温度为25±1℃，加入对比例2所得铁酸锰和过氧单硫酸钾以引发反应，调整待降解液的pH至7.0±0.2，分别在第5、10、15、20、30、40、50和60分钟取出0.5mL待降解液并立即用0.5mL甲醇淬灭，得到样品，使用0.22μm PTFE膜过滤样品，随后测定双酚A浓度为C。其中，每升待降解液投入铁酸锰的质量为0.2g，每升待降解液投入过氧单硫酸钾的质量为0.2g。
对比例7
双酚A(BPA)降解实验在50mL离心管中于室温(25±1℃)下进行，所有实验设置三个平行，后续测试数据为该三个平行实验的平均值。
将40mL双酚A水溶液作为待降解液转移到离心管中，使待降解液的温度为T℃，加入氯化钠，然后加入催化剂和过氧单硫酸钾以引发反应，调整待降解液的pH至P，分别在第5、10、15、20、30、40、50和60分钟取出0.5mL待降解液并立即用0.5mL甲醇淬灭，得到样品，使用0.22μm PTFE膜过滤样品，随后测定双酚A浓度为C。
对比例8
双酚A(BPA)降解实验在50mL离心管中于室温(25±1℃)下进行，所有实验设置三个平行，后续测试数据为该三个平行实验的平均值。
将40mL双酚A水溶液作为待降解液转移到离心管中，使待降解液的温度为T℃，加入碳酸氢钠，然后加入催化剂和过氧单硫酸钾以引发反应，调整待降解液的pH至P，分别在第5、10、15、20、30、40、50和60分钟取出0.5mL待降解液并立即用0.5mL甲醇淬灭，得到样品，使用0.22μm PTFE膜过滤样品，随后测定双酚A浓度为C。
对比例9
双酚A(BPA)降解实验在50mL离心管中于室温(25±1℃)下进行，所有实验设置三个平行，后续测试数据为该三个平行实验的平均值。
将40mL双酚A水溶液作为待降解液转移到离心管中，使待降解液的温度为T℃，加入腐殖酸，然后加入催化剂和过氧单硫酸钾以引发反应，调整待降解液的pH至P，分别在第5、10、15、20、30、40、50和60分钟取出0.5mL待降解液并立即用0.5mL甲醇淬灭，得到样品，使用0.22μm PTFE膜过滤样品，随后测定双酚A浓度为C。
由图3可知，不同体系对双酚A降解的影响不同。如图3中的(a)所示，体系中只有PMS或MFB-1:2时，双酚A浓度几乎没有变化，其降解效率分别只有5.0％和5.8％，这表明PMS对BPA几乎没有氧化能力，而单独MFB-1:2体系中微量双酚A的去除可能是由于催化剂的吸附作用，这进一步表明MFB-1:2在本研究中的吸附贡献可以忽略不计。当同时加入BC和MF催化PMS降解BPA时，可在60分钟内去除89.5％的双酚A，表明BC和MF可以作为PMS的活化剂。相比之下，当用MFB-1:2激活PMS时，BPA浓度急剧下降，并在30分钟内实现完全降解。
如图3中的(b)所示，显示了铁酸锰/生物炭复合材料中不同MF负载率下双酚A的降解效率。在PMS存在的条件下，除实施例6外，各种质量比的铁酸锰/生物炭复合材料均表现出比单纯的MF更好的双酚A降解能力。尽管单纯的MF可以在1小时内达到99％的双酚A去除率，但铁酸锰/生物炭复合材料可以在更短的时间内完全降解双酚A。随着生物炭和Fe(NO3)3·9H2O的质量比从1:3.5增加到1:7.0，铁酸锰/生物炭复合材料(MFB)催化PMS降解双酚A的能力增强，分别在60min和30min内实现双酚A完全降解。然而，进一步增加MFB中MF的比例导致催化剂的催化性能下降，这可能是由于MFB中过量MF的积累造成的。催化剂中过量的MF会增加金属浸出的风险，对环境有害。因此可以得知，铁酸锰/生物炭复合材料活化PMS降解双酚A的能力随铁酸锰/生物炭复合材料中MF比例的增加呈现先增强后降低的趋势。
由图4的(a)可以看出，当MFB-1:2用量从0.05g/L增加到0.1g/L时，双酚A的降解效率从65.0％提高到97.3％，进一步增加MFB-1:2用量至0.2g/L、0.3g/L和0.5g/L可分别在30分钟、20分钟和5分钟内完全降解双酚A。催化剂用量增加导致双酚A更好更快的降解归因于活性中心数量的增加、催化PMS产生的更多活性物质以及PMS与BPA之间接触面积的扩大。
由图4的(b)可以看出，在PMS浓度为0.05g/L和0.1g/L时，双酚A可以在30min内几乎被去除，虽然将PMS浓度增加到0.2g/L会导致前15分钟双酚A降解减少，但最终可以在30分钟内实现双酚A的完全降解。然而，进一步增加PMS浓度至0.5g/L和1.0g/L显示出对双酚A降解的抑制作用。
由图4的(c)可以看出，初始浓度为20mg/L和30mg/L双酚A可以分别在30分钟内和40分钟内达到100％去除，而在反应60分钟后，40mg/L的双酚A的降解率为95.5％，60mg/L的双酚A降解率为80.0％，说明BPA初始浓度的增加对BPA降解效率有负面影响。当活性物种和活性位点不变时，更多的目标物质对活性物种和活性位点的竞争更加激烈。较高初始浓度的双酚A浓度意味着产生更多的中间体，这导致目标物质对活性物质的更多竞争，导致降解率下降。
由图4的(d)可以看出，双酚A降解效率随着反应温度的升高而增加。一般认为高温有利于PMS分解为自由基。此外，较高的反应温度促进了分子间的热运动，加快了PMS、BPA和MFB-1:2之间的碰撞频率，从而加速了反应。
由图4的(e)可以看出，在pH为7的情况下，MFB-1:2/PMS系统在30分钟内完全降解双酚A。除pH为9外，随着反应体系初始pH从3增加到11，BPA降解效率不断提高。在pH值为5-11的范围内，BPA的去除率几乎保持100％，而在pH值为3时，BPA的降解率仅为72.9％。添加PMS导致系统的pH值进一步降低，并且过量H+可以清除自由基并加速金属离子的浸出，进而导致MFB-1:2/PMS体系中BPA降解的减少。
由图4的(f)可以看出，5mM HCO3 -对双酚A的降解效率几乎没有影响，几乎是与对照组相同。对于5mM Cl-，与对照组相比，系统在前30min对双酚A的降解略有抑制，但体系仍能在40min内实现双酚A的完全降解。而50mg/L HA在前20分钟内一定程度上抑制了双酚A的降解，但体系仍在30分钟内实现对双酚A的完全降解。由此可知，本发明的铁酸锰/生物炭复合材料在共存阴离子和HA的情况下仍旧表现出良好的活化过硫酸盐降解双酚A的能力，有望在实际水体中进行污染物降解。
由图5可知，待降解液的TOC值为82.13mg/L，考虑到铁酸锰/生物炭复合材料中的生物炭含有大量碳，为避免生物炭对TOC结果的影响，测定了单一铁酸锰/生物炭复合材料在超纯水中的TOC(作为空白值)，结果得到空白样品的TOC为0.93mg/L。在实施例8降解双酚A的过程中，反应15min、30min、40min时TOC测定值分别为8.11mg/L、4.27mg/L、2.86mg/L，与TOC测定值相比，空白样品TOC对测定结果的影响不大。实施例8中铁酸锰/生物炭复合材料降解双酚A的过程中，TOC的值在前15min迅速下降，30min内系统的TOC去除率可达到95.9％，由此可知，本发明铁酸锰/生物炭复合材料对双酚A及其中间体具有较高的矿化能力(图5中线条对应的为TOC值，柱对应的为TOC去除率)。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种铁酸锰/生物炭复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将Fe(NO3)3·9H2O、Mn(NO3)2和水混合，得到第一混合溶液，向第一混合溶液中加入柠檬酸和氯化钠，搅拌50～70分钟，调节pH至6.5～7.5，得到第二混合溶液，其中，按物质的量份数计，所述第一混合溶液中Fe和Mn的比为2:1，Fe(NO3)3·9H2O和Mn(NO3)2的物质的量份数和、柠檬酸的物质的量份数和氯化钠的物质的量份数的比为1:(1～1.2):(1～1.2)；
2)将生物炭液体与第二混合溶液混合，在搅拌条件下于90～100℃加热成凝胶，再煅烧用于除去柠檬酸，得到铁酸锰/生物炭复合材料，其中，生物炭液体为生物炭和水的混合物，按质量份数计，所述生物炭和Fe(NO3)3·9H2O的比为1:(3～18)。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤1)中，所述第一混合溶液中Mn(NO3)2的浓度为0.004～0.005mol/L；所述第一混合溶液中Fe(NO3)3·9H2O的浓度为0.009～0.010mol/L。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤1)中，Fe(NO3)3·9H2O、Mn(NO3)2和水混合的温度为室温20～25℃；调节pH采用氨水。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤2)中，加热成凝胶的时间为3～5小时；生物炭液体为生物炭和水混合后超声制成；煅烧在空气环境下进行。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤2)中，所述煅烧的温度为280～300℃，所述煅烧的时间为1～1.5小时；煅烧后研磨，洗涤，干燥；洗涤采用水。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的时间为55～60℃，所述干燥的温度为8～10小时。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤2)中，所述生物炭液体中生物炭的浓度为11～12g/L，所述生物炭的获得方法为：将花生壳研磨成粉末，干燥，于650～700℃限氧裂解2～2.5小时，按质量份数计，所述生物炭和Fe(NO3)3·9H2O的比为1:(3.5～17.5)。
8.如权利要求1～7中任意一项所述制备方法获得的铁酸锰/生物炭复合材料。
9.如权利要求8所述铁酸锰/生物炭复合材料在降解有机污染物中作为催化剂活化PMS的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述有机污染物为双酚A。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210339502.1A CN114768819A (zh) | 2022-04-01 | 2022-04-01 | 铁酸锰/生物炭复合材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210339502.1A CN114768819A (zh) | 2022-04-01 | 2022-04-01 | 铁酸锰/生物炭复合材料及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114768819A true CN114768819A (zh) | 2022-07-22 |
Family
ID=82427688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210339502.1A Pending CN114768819A (zh) | 2022-04-01 | 2022-04-01 | 铁酸锰/生物炭复合材料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114768819A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115318300A (zh) * | 2022-08-19 | 2022-11-11 | 深圳市深水水务咨询有限公司 | 具有催化和特异性磷吸附性能的磁性生物炭的制备方法 |
| CN115350711A (zh) * | 2022-09-02 | 2022-11-18 | 济南大学 | 多硫代钼酸铵/铁酸锰过硫酸盐催化剂的制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106669727A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-05-17 | 华南理工大学 | 一种活化过硫酸盐处理印染废水的污泥碳化改性磁性纳米材料的制备方法与应用 |
| CN109745996A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-05-14 | 山东大学 | 一种高比表面积纳米级铁酸锰催化剂的制备方法 |
-
2022
- 2022-04-01 CN CN202210339502.1A patent/CN114768819A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106669727A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-05-17 | 华南理工大学 | 一种活化过硫酸盐处理印染废水的污泥碳化改性磁性纳米材料的制备方法与应用 |
| CN109745996A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-05-14 | 山东大学 | 一种高比表面积纳米级铁酸锰催化剂的制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| ZEJIAN ZHI ETAL.: "Facile synthesis of CoFe2O4@BC activated peroxymonosulfate for p-nitrochlorobenzene degradation: Matrix effect and toxicity evaluation", 《 SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT》, vol. 828, pages 1 - 12 * |
| 王敬国: "《设施菜田退化土壤修复与资源高效利用》", 中国农业大学出版社, pages: 131 * |
| 高志敏: "磁性铁酸锰复合材料活化过硫酸盐处理水中有机污染物的实验研究", 《中国优秀硕士学位论文数据库》, pages 44 - 45 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115318300A (zh) * | 2022-08-19 | 2022-11-11 | 深圳市深水水务咨询有限公司 | 具有催化和特异性磷吸附性能的磁性生物炭的制备方法 |
| CN115350711A (zh) * | 2022-09-02 | 2022-11-18 | 济南大学 | 多硫代钼酸铵/铁酸锰过硫酸盐催化剂的制备方法 |
| CN115350711B (zh) * | 2022-09-02 | 2023-11-14 | 济南大学 | 多硫代钼酸铵/铁酸锰过硫酸盐催化剂的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Xu et al. | Activation of peroxymonosulfate by MnFe2O4@ BC composite for bisphenol A degradation: the coexisting of free-radical and non-radical pathways | |
| CN109292883B (zh) | 一种石墨化生物炭及其降解水体中有机污染物的方法 | |
| CN109364939B (zh) | 利用生物炭负载铁锰双金属氧化物光芬顿复合材料去除抗生素的方法 | |
| Chen et al. | Synthesis, application and mechanisms of Ferro-Manganese binary oxide in water remediation: A review | |
| CN109364940B (zh) | 生物炭负载铁锰双金属氧化物光芬顿复合材料及其制备方法 | |
| CN114768819A (zh) | 铁酸锰/生物炭复合材料及其制备方法和应用 | |
| Chen et al. | Efficient degradation of roxarsone and simultaneous in-situ adsorption of secondary inorganic arsenic by a combination of Co3O4-Y2O3 and peroxymonosulfate | |
| CN107744811B (zh) | 一种臭氧降解水体cod的高效催化剂及其制备方法 | |
| CN111744476B (zh) | 一种赤泥碳基催化剂的制备方法及应用 | |
| CN113877581B (zh) | 一种铁酸铜尖晶石材料及其制备方法与应用 | |
| Yang et al. | MOF-derived Cu0/C activation of molecular oxygen for efficient degradation of sulfamethazine | |
| Yi et al. | Facile chemical blowing synthesis of interconnected N-doped carbon nanosheets coupled with Co3O4 nanoparticles as superior peroxymonosulfate activators for p-nitrophenol destruction: Mechanisms and degradation pathways | |
| CN115318300A (zh) | 具有催化和特异性磷吸附性能的磁性生物炭的制备方法 | |
| CN110841714A (zh) | 一种基于2,5-二羟基对苯二甲酸配体的铁钴双金属-有机骨架材料及其制备方法和应用 | |
| CN112439417A (zh) | 一种铁铝碳复合催化材料、制备方法及机废水降解方法 | |
| CN111359578B (zh) | 一种用于铜离子吸附的层状镁锰复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN113772802B (zh) | 一种基于锰氧化物修饰的铜锰尖晶石降解水中双酚a的方法 | |
| CN109622055B (zh) | 一种基于碳化铁基mofs的铁锰双金属催化剂及其制备方法 | |
| Liu et al. | Rapid removal of high-concentration Rhodamine B by peroxymonosulfate activated with Co3O4-Fe3O4 composite loaded on rice straw biochar | |
| CN111072121B (zh) | 一种含有双金属氧化物的苯酚降解剂的制备方法及应用 | |
| CN112138661B (zh) | 一种纳米金属氧化物在催化过硫酸盐降解有机染料中的应用 | |
| CN110813257B (zh) | 同步去除水中硝酸盐和高氯酸盐的磁性吸附催化材料的制备及使用方法 | |
| CN113943041A (zh) | 一种促进纳米零价铁锰双金属材料去除水体中有机污染物的方法 | |
| CN110681396B (zh) | 一种快速降解水体中双酚a的方法 | |
| CN114146681A (zh) | 一种处理含氮污水的复合材料及其制备方法与应用 |
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 |