申请日2015.10.16
公开(公告)日2015.12.30
IPC分类号B01J23/745; C02F103/30; C02F101/38; C02F1/72
摘要
本发明公开了一种高效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，所述的催化剂化学式为TiFe2O4，是通过将亚铁盐和四氯化钛，按照摩尔比Fe2+:Ti4+=2：1的比例溶解配置成混合液;将(a)中得到的混合液缓慢的滴加到碱溶液中，搅拌反应;反应完毕后，多次重复水洗、离心分离得到沉淀物;干燥后的沉淀物研磨、筛分，于300～400℃煅烧2～3h;将煅烧后的样品在300～400℃下氢气还原2～3h，得到所述的催化剂。本发明异相芬顿催化剂TiFe2O4与传统制备方法相比，结构中Fe2+未被氧化，为纯相钛磁铁矿TiFe2O4，降解染料废水效果好，具有很高的去除效果。
CN105195149A[中文]
权利要求书
1.一种磁性掺杂磁铁矿异相芬顿催化剂，其特征在于，所述的催化剂化学式 为TiFe2O4。
2.如权利要求1所述的掺杂磁铁矿异相芬顿催化剂的制备方法，其特征在 于，包括如下步骤：
a、将亚铁盐和四氯化钛，按照摩尔比Fe2+∶Ti4+=2∶1的比例溶解配置成混合 液;
b、将(a)中得到的混合液缓慢的滴加到碱溶液中，搅拌反应;
c、反应完毕后，多次重复水洗、离心分离得到沉淀物;
d、将沉淀物干燥;
e、干燥后的样品研磨、筛分，于300～400℃煅烧2～3h;
f、将煅烧后的样品在300～400℃下氢气还原2～3h，得到所述的催化剂。
3.如权利要求2所述的磁性掺杂磁铁矿异相芬顿催化剂的制备方法，其特 征在于，步骤(b)中，碱为氨水或氢氧化钠，搅拌时间2h。
4.如权利要求2所述的磁性掺杂磁铁矿异相芬顿催化剂的制备方法，其特 征在于，步骤(d)中，干燥温度为100℃，干燥时间为12h。
5.如权利要求1-4任一所述的催化剂在处理染料废水中的应用，在染料废水 中加入0.1～0.4mol/L的过氧化氢，染料废水的pH值为2～3，所述的染料为阴离 子型染料酸性橙Ⅱ。
说明书
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
技术领域
本发明属于废水处理和环境催化技术领域，具体涉及一种高效磁性掺杂磁铁矿 异相芬顿催化剂、制备及其在处理染料废水方面的应用。
背景技术
染料废水具有废水成分复杂、高污染物浓度、难降解及对环境和人类危害大等 特点，而传统的废水处理技术不能对染料废水进行有效的处理。芬顿技术作为一种 经典的高级氧化技术在处理水中难降解有机污染物的应用越来越广泛。但是传统均 相芬顿存在一些缺点，如大量铁污泥的产生、催化剂难以实现回收和重复利用等。 所以异相芬顿反应就应运而生，而开发高活性、高稳定性及较宽pH适用范围的催化 剂成为研究者的研究重点。
铁氧化物异相芬顿催化剂能将一系列的有机污染有效的去除，像苯酚、染料和 杀虫剂等污染物。与其他铁氧化物相比，磁铁矿具有磁性，结构中包含同时包含Fe2+和Fe3+，而且磁铁矿中铁离子能被过渡金属离子取代。研究证实过渡金属离子的掺杂 能影响磁铁矿的催化能力。目前，文献报道所合成的掺杂磁铁矿样品中Fe2+离子会有 不同程度的氧化，造成合成出的催化剂纯度不高，而且大多数的研究选定的目标污 染物均为阳离子型染料亚甲基蓝，而对于阴离子型染料的研究相对较少。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效磁性的异相芬顿催化剂，该催化剂可以对染料废 水进行有效地处理，且可以在外加磁场的作用下回收再重复利用。
实现本发明目的的技术解决方案是：一种磁性掺杂磁铁矿异相芬顿催化剂，所 述的催化剂化学式为TiFe2O4。
上述掺杂磁铁矿异相芬顿催化剂的制备方法，包括如下步骤：
a、将亚铁盐和四氯化钛，按照摩尔比Fe2+:Ti4+=2：1的比例溶解配置成混合液;
b、将(a)中得到的混合液缓慢的滴加到碱溶液中，搅拌反应;
c、反应完毕后，多次重复水洗、离心分离得到沉淀物;
d、将沉淀物干燥;
e、干燥后的样品研磨、筛分，于300～400℃煅烧2～3h;
f、将煅烧后的样品在300～400℃下氢气还原2～3h，得到所述的催化剂。
步骤(b)中，碱为氨水或氢氧化钠，搅拌时间2h。
步骤(d)中，干燥温度为100℃，干燥时间为12h。
将上述步骤制备的催化剂应用于处理染料废水中，在染料废水中加入 0.1～0.4mol/L的过氧化氢，染料废水的pH值为2～3，所述的染料为阴离子型染料酸 性橙Ⅱ。
与现有技术相比，本发明开发了一种高效磁性异相芬顿催化剂TiFe2O4，带 来的有益效果是：
(1)、本发明异相芬顿催化剂TiFe2O4与传统制备方法相比，结构中Fe2+未 被氧化，为纯相钛磁铁矿TiFe2O4;
(2)、本发明异相芬顿催化剂TiFe2O4降解染料废水效果好，具有很高的去 除效果;
(3)、本发明异相芬顿催化剂TiFe2O4在外加磁场的作用下能够迅速的被分 离，实现了催化剂的重复利用。