一种含重金属铁氧体催化剂的制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种含重金属铁氧体催化剂的制备方法，包括：将吸附重金属的铁氧体进行高温烧结或溶剂热反应，得到含重金属铁氧体催化剂。与现有技术相比，本发明专利技术采用高温烧结或溶剂热的方法使吸附在铁氧体表面的重金属离子嵌入至四氧化三铁的尖晶石结构中，形成结构稳定的含重金属铁氧体催化剂，使其在后续的资源化利用过程中增加稳定性，并且将其作为类芬顿催化剂可高效地对有机废水中的有机物进行催化氧化。

Preparation and application of a heavy metal ferrite catalyst

【技术实现步骤摘要】
一种含重金属铁氧体催化剂的制备方法及应用
本专利技术属于催化剂
，尤其涉及一种含重金属铁氧体催化剂的制备方法及应用。
技术介绍
随着经济快速发展，工业化进程也在加快，重金属废水的污染越来越严重，大部分重金属毒性高，直接排放会严重污染环境和危害人类健康。目前处理重金属废水的方法主要有化学处理法、电化学法、膜处理技术、离子树脂交换法等，但都存在着一定的不足，如污泥与水难于分离，污泥量多，含重金属污泥如处理不当会造成二次污染，操作成本高等。随着磁性材料的迅速发展，铁磁性材料以其独特的性质已在各个领域占有举足轻重的地位，铁氧体因具有高化学稳定性和热稳定性、强磁性、吸附效率高等性质已被引入污水处理，由此，选择铁氧体处理重金属废水。伴随着产生吸附重金属铁氧体废渣，废渣属于一种不危险固废，毒性高，不经处理直接排放将会严重污染环境和危害人类健康；但废渣仍具有导电性、磁性、催化性等特性，可以作为其他领域的原材料，特别是制备成催化剂。但铁氧体吸附重金属离子的作用力是静电作用，这种作用力不稳定，重金属离子容易脱落，因此，需通过某种方法，将不稳定的吸附重金属铁氧体废渣制备成结构稳定的铁氧体催化剂，对于这方面的实验方法和理论研究，目前国内外几乎没有。另外，随着电子行业的快速发展，环境污染问题也伴随着产生，特别是废水中有机物的污染。近年来，电子线路板的生产量越来越多，在生产过程中产生大量含有机物的废水，成分复杂，处理难度较大，直接排放会给生态环境和人们的身体健康带来很大的危害。过去科研工作者一直致力于电子线路板废水中重金属的去除，但目前有机物的处理逐渐受到人们的关注，成为研究的热点之一。但对于此类废水中有机物去除的研究较少，导致电子线路板废水中的有机物的去除成了一大难点。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种含重金属铁氧体催化剂的制备方法及应用，该方法制备的含重金属铁氧体催化剂可高效催化去除有机废水中的有机物。本专利技术提供了一种含重金属铁氧体催化剂的制备方法，包括：将吸附重金属的铁氧体进行高温烧结或溶剂热反应，得到含重金属铁氧体催化剂。优选的，所述高温烧结的温度为900℃～1000℃；所述高温烧结的时间为2～3h。优选的，所述溶剂热反应的温度为120℃～130℃；所述溶剂热反应的时间为18～22h。优选的，所述溶剂热反应所用的溶剂为水。优选的，所述铁氧体为尖晶石型四氧化三铁。优选的，所述铁氧体按照以下步骤制备：将氧气通入溶有亚铁盐的溶液中，反应，得到铁氧体。优选的，所述反应的温度为25℃～30℃；所述溶液的pH值为8.5～9.5；所述氧气的流量为0.1～0.2L/min；所述通入氧气的时间为30～50s。优选的，所述吸附重金属的铁氧体中的重金属选自铜。本专利技术还提供了上述制备的含重金属铁氧体催化剂作为类芬顿催化剂的应用。本专利技术还提供了上述所制备的含重金属铁氧体催化剂在去除有机废水中有机物的应用。本专利技术提供了一种含重金属铁氧体催化剂的制备方法，包括：将吸附重金属的铁氧体进行高温烧结或溶剂热反应，得到含重金属铁氧体催化剂。与现有技术相比，本专利技术采用高温烧结或溶剂热的方法使吸附在铁氧体表面的重金属离子嵌入至四氧化三铁的尖晶石结构中，形成结构稳定的含重金属铁氧体催化剂，使其在后续的资源化利用过程中增加稳定性，并且将其作为类芬顿催化剂可高效地对有机废水中的有机物进行催化氧化。附图说明图1为本专利技术实施例6和7所制备的催化剂的XRD谱图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种含重金属铁氧体催化剂的制备方法，包括：将吸附重金属的铁氧体进行高温烧结或溶剂热反应，得到含重金属铁氧体催化剂。其中，本专利技术对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售或自制均可。所述铁氧体优选为尖晶石型四氧化三铁；所述铁氧体优选按照以下方法制备：将氧气通入溶有亚铁盐的溶液中，反应，得到铁氧体；所述亚铁盐优选为硫酸亚铁；所述溶液的pH值优选为8.5～9.5，更优选为9；所述氧气通入的流量优选为0.1～0.2L/min，更优选为0.15L/min；所述氧气通入的时间优选为30～50s，更优选为40s；所述反应的温度优选为25℃～30℃。将上述制备得到的铁氧体用于重金属废水中进行吸附，吸附反应完成分离，得到吸附重金属的铁氧体；所述重金属废水中的重金属离子优选为铜、镍、钴与锰中的一种或多种，更优选为铜离子；所述吸附反应的温度优选为25℃～30℃，更优选为25℃；所述吸附反应的时间优选为1～5h，更优选为2～3h；所述分离的方法优选为磁性分离。在本专利技术中，优选将吸附重金属的铁氧体经进行洗涤、干燥后在进行高温烧结或溶剂热反应，得到含重金属铁氧体催化剂；所述洗涤优选采用去离子水与无水乙醇进行洗涤；所述干燥优选为真空干燥；所述干燥的温度优选为50℃～80℃，更优选为60℃；所述高温烧结优选在马弗炉中进行；所述高温烧结的温度优选为900℃～1000℃；在本专利技术提供的一些实施例中，所述高温烧结的温度优选为900℃；在本专利技术提供的一些实施例中，所述高温烧结的温度优选为1000℃；所述高温烧结的时间优选为2～3h，更优选为3h；所述溶剂热反应优选在压力容器中进行，更优选在以四氟乙烯为内衬的压力容器中进行；所述溶剂热反应所用的溶剂优选为水；所述溶剂热反应的温度优选为120℃～130℃；在本专利技术提供的一些实施例中，所述溶剂热反应的温度优选为120℃；在本专利技术提供的一些实施例中，所述溶剂热反应的温度优选为130℃；所述溶剂热反应的时间优选为18～22h，更优选为20～22h；在本专利技术提供的一些实施例中，所述溶剂热反应的时间优选为20h；在本专利技术提供的一些实施例中，所述溶剂热反应的时间优选为22h。本专利技术采用高温烧结或溶剂热的方法使吸附在铁氧体表面的重金属离子嵌入至四氧化三铁的尖晶石结构中，形成结构稳定的含重金属铁氧体催化剂，使其在后续的资源化利用过程中增加稳定性，并且将其作为类芬顿催化剂可高效地对有机废水中的有机物进行催化氧化。本专利技术提供的制备方法从根本上解决了吸附重金属铁氧体废渣对环境的污染和对人类的危害，节省类铁氧体废渣堆积的场地，同时为催化剂的制备提供了原料；并且该制备方法所需的设备结构简单，操作方便，易于实现工业化。本专利技术还提供了一种上述方法制备的含重金属铁氧体催化剂作为类芬顿催化剂的应用，其作为类芬顿催化剂可用于处理有机废水，更优选处理电子线路板中的有机废水。本专利技术还提供了一种上述方法制备的含重金属铁氧体催化剂在去除有机废水中有机物的应用。为了进一步说明本专利技术，以下结合实施例对本专利技术提供的一种含重金属铁氧体催化剂的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含重金属铁氧体催化剂的制备方法，其特征在于，包括：/n将吸附重金属的铁氧体进行高温烧结或溶剂热反应，得到含重金属铁氧体催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种含重金属铁氧体催化剂的制备方法，其特征在于，包括：
将吸附重金属的铁氧体进行高温烧结或溶剂热反应，得到含重金属铁氧体催化剂。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高温烧结的温度为800℃～1200℃；所述高温烧结的时间为2～5h。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应的温度为100℃～150℃；所述溶剂热反应的时间为16～24h。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应所用的溶剂为水。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铁氧体为尖晶石型四氧化三铁。


6....

【专利技术属性】
技术研发人员：何頔，刘芳，徐剑晖，杜星，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44