申請(qǐng)日2015.10.16

　　公開(公告)日2015.12.30

　　IPC分類號(hào)B01J23/745; C02F103/30; C02F101/38; C02F1/72

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種高效磁性摻雜磁鐵礦異相芬頓催化劑、制備及其在處理染料廢水方面的應(yīng)用，所述的催化劑化學(xué)式為TiFe2O4，是通過將亞鐵鹽和四氯化鈦，按照摩爾比Fe2+:Ti4+=2：1的比例溶解配置成混合液;將(a)中得到的混合液緩慢的滴加到堿溶液中，攪拌反應(yīng);反應(yīng)完畢后，多次重復(fù)水洗、離心分離得到沉淀物;干燥后的沉淀物研磨、篩分，于300～400℃煅燒2～3h;將煅燒后的樣品在300～400℃下氫氣還原2～3h，得到所述的催化劑。本發(fā)明異相芬頓催化劑TiFe2O4與傳統(tǒng)制備方法相比，結(jié)構(gòu)中Fe2+未被氧化，為純相鈦磁鐵礦TiFe2O4，降解染料廢水效果好，具有很高的去除效果。

　　CN105195149A[中文]

　　權(quán)利要求書

　　1.一種磁性摻雜磁鐵礦異相芬頓催化劑，其特征在于，所述的催化劑化學(xué)式 為TiFe2O4。

　　2.如權(quán)利要求1所述的摻雜磁鐵礦異相芬頓催化劑的制備方法，其特征在 于，包括如下步驟：

　　a、將亞鐵鹽和四氯化鈦，按照摩爾比Fe2+∶Ti4+=2∶1的比例溶解配置成混合 液;

　　b、將(a)中得到的混合液緩慢的滴加到堿溶液中，攪拌反應(yīng);

　　c、反應(yīng)完畢后，多次重復(fù)水洗、離心分離得到沉淀物;

　　d、將沉淀物干燥;

　　e、干燥后的樣品研磨、篩分，于300～400℃煅燒2～3h;

　　f、將煅燒后的樣品在300～400℃下氫氣還原2～3h，得到所述的催化劑。

　　3.如權(quán)利要求2所述的磁性摻雜磁鐵礦異相芬頓催化劑的制備方法，其特 征在于，步驟(b)中，堿為氨水或氫氧化鈉，攪拌時(shí)間2h。

　　4.如權(quán)利要求2所述的磁性摻雜磁鐵礦異相芬頓催化劑的制備方法，其特 征在于，步驟(d)中，干燥溫度為100℃，干燥時(shí)間為12h。

　　5.如權(quán)利要求1-4任一所述的催化劑在處理染料廢水中的應(yīng)用，在染料廢水 中加入0.1～0.4mol/L的過氧化氫，染料廢水的pH值為2～3，所述的染料為陰離 子型染料酸性橙Ⅱ。

　　說明書

　　磁性摻雜磁鐵礦異相芬頓催化劑、制備及其在處理染料廢水方面的應(yīng)用

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于廢水處理和環(huán)境催化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效磁性摻雜磁鐵礦 異相芬頓催化劑、制備及其在處理染料廢水方面的應(yīng)用。

　　背景技術(shù)

　　染料廢水具有廢水成分復(fù)雜、高污染物濃度、難降解及對(duì)環(huán)境和人類危害大等 特點(diǎn)，而傳統(tǒng)的廢水處理技術(shù)不能對(duì)染料廢水進(jìn)行有效的處理。芬頓技術(shù)作為一種 經(jīng)典的高級(jí)氧化技術(shù)在處理水中難降解有機(jī)污染物的應(yīng)用越來越廣泛。但是傳統(tǒng)均 相芬頓存在一些缺點(diǎn)，如大量鐵污泥的產(chǎn)生、催化劑難以實(shí)現(xiàn)回收和重復(fù)利用等。 所以異相芬頓反應(yīng)就應(yīng)運(yùn)而生，而開發(fā)高活性、高穩(wěn)定性及較寬pH適用范圍的催化 劑成為研究者的研究重點(diǎn)。

　　鐵氧化物異相芬頓催化劑能將一系列的有機(jī)污染有效的去除，像苯酚、染料和 殺蟲劑等污染物。與其他鐵氧化物相比，磁鐵礦具有磁性，結(jié)構(gòu)中包含同時(shí)包含F(xiàn)e2+和Fe3+，而且磁鐵礦中鐵離子能被過渡金屬離子取代。研究證實(shí)過渡金屬離子的摻雜 能影響磁鐵礦的催化能力。目前，文獻(xiàn)報(bào)道所合成的摻雜磁鐵礦樣品中Fe2+離子會(huì)有 不同程度的氧化，造成合成出的催化劑純度不高，而且大多數(shù)的研究選定的目標(biāo)污 染物均為陽離子型染料亞甲基藍(lán)，而對(duì)于陰離子型染料的研究相對(duì)較少。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是提供一種高效磁性的異相芬頓催化劑，該催化劑可以對(duì)染料廢 水進(jìn)行有效地處理，且可以在外加磁場(chǎng)的作用下回收再重復(fù)利用。

　　實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是：一種磁性摻雜磁鐵礦異相芬頓催化劑，所 述的催化劑化學(xué)式為TiFe2O4。

　　上述摻雜磁鐵礦異相芬頓催化劑的制備方法，包括如下步驟：

　　a、將亞鐵鹽和四氯化鈦，按照摩爾比Fe2+:Ti4+=2：1的比例溶解配置成混合液;

　　b、將(a)中得到的混合液緩慢的滴加到堿溶液中，攪拌反應(yīng);

　　c、反應(yīng)完畢后，多次重復(fù)水洗、離心分離得到沉淀物;

　　d、將沉淀物干燥;

　　e、干燥后的樣品研磨、篩分，于300～400℃煅燒2～3h;

　　f、將煅燒后的樣品在300～400℃下氫氣還原2～3h，得到所述的催化劑。

　　步驟(b)中，堿為氨水或氫氧化鈉，攪拌時(shí)間2h。

　　步驟(d)中，干燥溫度為100℃，干燥時(shí)間為12h。

　　將上述步驟制備的催化劑應(yīng)用于處理染料廢水中，在染料廢水中加入 0.1～0.4mol/L的過氧化氫，染料廢水的pH值為2～3，所述的染料為陰離子型染料酸 性橙Ⅱ。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明開發(fā)了一種高效磁性異相芬頓催化劑TiFe2O4，帶 來的有益效果是：

　　(1)、本發(fā)明異相芬頓催化劑TiFe2O4與傳統(tǒng)制備方法相比，結(jié)構(gòu)中Fe2+未 被氧化，為純相鈦磁鐵礦TiFe2O4;

　　(2)、本發(fā)明異相芬頓催化劑TiFe2O4降解染料廢水效果好，具有很高的去 除效果;

　　(3)、本發(fā)明異相芬頓催化劑TiFe2O4在外加磁場(chǎng)的作用下能夠迅速的被分 離，實(shí)現(xiàn)了催化劑的重復(fù)利用。