本发明专利技术属于水污染物处理领域，涉及一种新型的基于樱桃核的生物质铁碳复合材料。该催化材料可通过活化过硫酸钠产生活性自由基来降解水体中的有机污染物双酚A。该催化剂制备方法简单，所采用原辅材料价格低廉，容易实现批量化制备，能够快速高效的催化过硫酸钠降解双酚A，并且该铁碳复合材料具有顺磁性，催化降解完成后可以利用磁铁很容易的将材料从溶液中分离出来。结果表明，基于樱桃核的生物质铁碳复合材料活化过硫酸钠产生活性自由基降解废水中的有机污染物是一种很有前景的污染物去除技术。
Preparation of a Biomass Iron-Carbon Composite and Its Application in Catalytic Activation of Sodium Persulfate for Degradation of Bisphenol A
【技术实现步骤摘要】
一种生物质铁碳复合材料的制备及用于催化活化过硫酸钠降解双酚A
本专利技术属于水污染物处理领域，制备了一种基于樱桃核的生物质铁碳复合材料，将其作为一种新型的催化剂活化过硫酸钠产生活性自由基来降解水体中的有机污染物双酚A。
技术介绍
基于硫酸根自由基(SO4·-)的高级氧化技术是近年来发展起来的一类处理难降解有机污染物的新型技术[1-4]。SO4·-主要通过活化过硫酸盐产生，过硫酸盐包括过一硫酸盐(PMS)和过二硫酸盐(PDS)，两者结构中均有不稳定的O-O键[5,6]，易于接收外来电子断裂。SO4·-的氧化还原电位（2.5-3.1V）较高，具有很强的氧化性，并且存在寿命高于一般的活性自由基。因此，相对于其它传统水处理技术，基于SO4·-的高级氧化技术具有高效、快速、彻底、选择性小且反应条件温和等优点，在环境污染修复与治理领域具有广泛的应用前景。常见活化过硫酸盐的方式包括热活化、微波活化、超声活化、紫外光活化、过渡金属离子活化、碳材料活化、碱活化等[7,8]。光或热的物理活化方法快速、无二次污染，但通常需要复杂的设备与较高的能耗。均相过渡金属离子催化体系反应条件温和、能耗低，传质速率高，催化剂与过硫酸盐接触充分，活化效率高，但也存在分离回收困难、易造成二次污染、碱性条件下因沉淀而降低活性等缺点。基于上述不足，开发基于过渡金属的非均相催化剂具有十分重要的意义。铁材料具有价格低廉、环境友好等优点，常被用作过硫酸盐的活化材料。纳米零价铁可以缓慢释放Fe2+，从而控制过硫酸盐的活化速度，保证体系持续高效地降解污染物[9,10]。Tan等[11]以商品化的纳米Fe3O4活化PMS降解对乙酰氨基酚。Ji等[12]以水热-煅烧法合成多孔Fe2O3颗粒活化PMS用于罗丹明B的脱色，催化剂具有高的活性和重复利用性。这些方法取得了良好的效果，然而催化材料的制备存在方法复杂、成本较高，只能在实验室进行少量的制备的应用研究。随着工农业的发展和人民生活水平的提高，必然会产生大量的生物质废弃物。如果这些废弃物处置不当，就会对水体、大气、土壤等造成严重的环境污染。废弃生物质的主要成分包括纤维素、半纤维素和木质素，将其在隔绝空气条件下裂解或不完全燃烧可以制备性能优良的生物质活性炭。在生物质废弃物裂解的过程中，可以通过碳热还原将过渡金属还原制备复合材料。樱桃核是一种常见的食品行业的生物质废弃物，其主要成分包括苷类、黄酮、萜类、酚类、挥发油鞣质、单宁化合物、儿茶素和表儿茶素等[13]。本文将樱桃核粉末与无水FeCl3混合均匀，在惰性气氛下高温煅烧，Fe3+可以利用其氧化性活化樱桃核粉，本身被还原为铁纳米颗粒负载到樱桃核粉生物质活性炭上，将该材料用于催化活化过硫酸钠产生活性自由基降解内分泌干扰物双酚A。主要参考文献：[1]谷得明,郭昌胜,冯启言,张远,徐建,基于硫酸根自由基的高级氧化技术及其在环境治理中的应用,环境化学,37(2018)2489-2508.[2]杨世迎,陈友媛,胥慧真,王萍,刘玉红,王茂东,过硫酸盐活化高级氧化新技术,化学进展,(2008)1433-1438.[3]A.-Y.Zhang,N.-H.Huang,Y.-Y.He,P.-C.Zhao,J.-W.Feng,Sulfateradicalsgenerationandrefractorypollutantsremovalondefectivefacet-tailoredTiO2withreducedmatrixeffects,ChemEngJ,358(2019)243-252.[4]H.Liu,T.A.Bruton,W.Li,J.V.Buren,C.Prasse,F.M.Doyle,D.L.Sedlak,OxidationofBenzenebyPersulfateinthePresenceofFe(III)-andMn(IV)-ContainingOxides:StoichiometricEfficiencyandTransformationProducts,EnvironSciTechnol,50(2016)890-898.[5]X.Lou,L.Wu,Y.Guo,C.Chen,Z.Wang,D.Xiao,C.Fang,J.Liu,J.Zhao,S.Lu,Peroxymonosulfateactivationbyphosphateanionfororganicsdegradationinwater,Chemosphere,117(2014)582-585.[6]W.-D.Oh,S.-K.Lua,Z.Dong,T.-T.Lim,Anovelthree-dimensionalsphericalCuBi2O4consistingofnanocolumnarrayswithpersulfateandperoxymonosulfateactivationfunctionalitiesfor1H-benzotriazoleremoval,Nanoscale,7(2015)8149-8158.[7]W.-D.Oh,T.-T.Lim,Designandapplicationofheterogeneouscatalystsasperoxydisulfateactivatorfororganicsremoval:Anoverview,ChemEngJ,358(2019)110-133.[8]Q.Zhao,Q.Mao,Y.Zhou,J.Wei,X.Liu,J.Yang,L.Luo,J.Zhang,H.Chen,H.Chen,L.Tang,Metal-freecarbonmaterials-catalyzedsulfateradical-basedadvancedoxidationprocesses:Areviewonheterogeneouscatalystsandapplications,Chemosphere,189(2017)224-238.[9]R.Li,X.Jin,M.Megharaj,R.Naidu,Z.Chen,HeterogeneousFentonoxidationof2,4-dichlorophenolusingiron-basednanoparticlesandpersulfatesystem,ChemEngJ,264(2015)587-594.[10]金晓英,李任超,陈祖亮,纳米零价铁活化过硫酸钠降解2,4-二氯苯酚,环境化学,33(2014)812-818.[11]C.Tan,N.Gao,Y.Deng,J.Deng,S.Zhou,J.Li,X.Xin,RadicalinduceddegradationofacetaminophenwithFe3O4magneticnanoparticlesasheterogeneousactivatorofperoxymonosulfate,JHazardMater,276(2014)452-460.[12]F.Ji,C.Li,X.Wei,J.Yu,EfficientperformanceofporousFe2O3inheterogeneousactivationofperoxymonosulfatefordecoloriza本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.制备了一种基于樱桃核的生物质铁碳复合材料。
【技术特征摘要】
1.制备了一种基于樱桃核的生物质铁碳复合材料。2.权利1所述的生物质铁碳复合材料是将樱桃核粉末与无水FeCl3混合均...
【专利技术属性】
技术研发人员：张升晓，张宗元，陈厚，张明明，李欣，
申请(专利权)人：鲁东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37
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