具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于有机硅材料制备技术领域，具体涉及一种具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜及其制备方法和应用。具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜的制备方法包括：1)水合铁盐和四氯化硅混合，加热反应；2)反应后冷却，将反应产物洗至中性，干燥，得到粉体；3)将粉体加入到羟基封端聚二甲基硅氧烷中，并加入交联剂、催化剂，固化制成薄膜，即得到具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜。本发明专利技术制备的芬顿光催化剂具有优异的催化降解性能，物理化学性质稳定，可多次重复使用，且易于回收。

【技术实现步骤摘要】
具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜及其制备方法和应用
本专利技术属于有机硅材料制备
，具体涉及一种具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。化学家通过混合过氧化氢和二价铁离子制备出一种强氧化性试剂，芬顿光催化剂因具有去除难降解有机污染物的能力，而在环境化学中得到重视，广泛应用于处理印染废水、含酚废水、焦化废水、含苯废水等中的有机污染物。由于普通芬顿法存在过氧化氢的利用率低、有机物矿化不充分的缺陷，所以类芬顿法开始逐步发展，例如综合了电化学反应和芬顿氧化的电-芬顿法；将紫外线或可见光引入了芬顿体系中的光-芬顿法；与超声或微波作用相结合的超声-芬顿法和微波-芬顿法。目前，芬顿催化剂主要用于芬顿反应器中。通过向其中投入催化剂和过氧化氢等药品，并照射紫外线或通电电解实现净化除污的效果，虽然采用圆筒式设计，并加入曝气系统来提高催化速率，但其实芬顿催化剂本身的催化性能仍有较大的发掘空间，而且，即便采用超滤膜技术仍不能将催化剂完全回收，造成催化剂损失。现有研究中有些使用循环式芬顿流化床反应设备，通过设置固液分离区，有效截留反应体系中的催化剂,减少催化剂损失量，但仍无法实现完全回收。还有一些技术通过浸渍法将芬顿催化剂负载到多孔碳上的一种负载型芬顿催化剂，具有良好的亲水性和较大的比表面积,可均匀分散在水中并对污染物有很好的吸附效果。<br>但专利技术人研究后发现这些技术大多数使用已成型的载体进行负载，存在负载不均匀，活性组分容易流失的缺陷。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的芬顿催化剂易流失、难回收、活性低的问题，本专利技术提出一种具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜及其制备方法。一方面将芬顿催化剂负载到二氧化硅的表面，增大了催化剂的比表面积，有效增大了催化速率。另一方面二氧化硅与催化剂几乎同时产生，实现了原位负载，克服了负载不均匀，活性组分容易流失的缺陷。同时，将复合催化剂掺杂进入化学惰性的有机硅中，既可以加强粉体的分散，还可以进一步减少催化剂的损失。具体地，为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下所示：本专利技术的第一方面，提供一种具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜的制备方法，包括如下步骤：1)水合铁盐和四氯化硅混合，加热反应；2)反应后冷却，将反应产物洗至中性，干燥，得到粉体；3)将粉体加入到羟基封端聚二甲基硅氧烷中，并加入交联剂、催化剂，固化制成薄膜，即得到具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜。本专利技术的第二方面，提供具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜的制备方法制备得到的有机硅柔性薄膜。本专利技术的第三方面，提供有机硅柔性薄膜在降解污染物领域和/或降解污染物装置中的应用。本专利技术的第四方面，提供一种降解污染物装置，包括有机硅柔性薄膜。相较于现有技术，本专利技术一个或多个实施例具有以下有益效果：(1)将芬顿催化剂负载到二氧化硅的表面，增大了催化剂的比表面积，有效增大了催化速率。(2)在高温下，水合铁盐转变成铁氧化合物。利用四氯化硅的物理阻隔，有效减小了催化剂的粒径，提高催化活性。(3)在水分子的存在下，四氯化硅水解产生二氧化硅颗粒。由于二氧化硅与催化剂几乎同时产生，实现了原位负载，克服了负载不均匀，活性组分容易流失的缺陷。(4)将复合催化剂掺杂进入化学惰性的有机硅中，既可以加强粉体的分散，还可以进一步减少催化剂的损失。(5)利用有机硅的易成型特性，制成柔性薄膜，更加易于回收，且不易破碎。(6)本专利技术制备的芬顿光催化剂具有优异的催化降解性能，化学和物理性质稳定，可多次重复使用，且易于回收。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。以下，结合附图来详细说明本专利技术的实施方案，其中：图1是本专利技术实施例1制备的复合催化剂SEM图；图2是本专利技术实施例1制备的有机硅柔性薄膜实物图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。为了解决
技术介绍
中存在的芬顿催化剂易流失、难回收、活性低的问题，本专利技术提出一种具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜及其制备方法。一方面将芬顿催化剂负载到二氧化硅的表面，增大了催化剂的比表面积，有效增大了催化速率。另一方面二氧化硅与催化剂几乎同时产生，实现了原位负载，克服了负载不均匀，活性组分容易流失的缺陷。同时，将复合催化剂掺杂进入化学惰性的有机硅中，既可以加强粉体的分散，还可以进一步减少催化剂的损失。具体地，为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下所示：本专利技术的第一方面，提供一种具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜的制备方法，包括如下步骤：1)水合铁盐和四氯化硅混合，加热反应；2)反应后冷却，将反应产物洗至中性，干燥，得到粉体；3)将粉体加入到羟基封端聚二甲基硅氧烷中，并加入交联剂、催化剂，固化制成薄膜，即得到具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜。在本专利技术一个或多个实施例中，步骤1)中所述的水合铁盐选自六水合氯化铁、九水合硝酸铁、水合硫酸铁、二水合磷酸铁中的一种或多种，优选为六水合氯化铁。当水合铁盐为六水合氯化铁时，其与四氯化硅的物理阻隔作用较为明显，有助于减小催化剂的粒径，进而增加催化剂比表面积，有效提高催化剂的催化活性。在本专利技术一个或多个实施例中，步骤1)中原料用量为：水合铁盐5～10份，优选为5～7.5份；四氯化硅10～25份，优选为10～15份或15～25份，质量份数；优选地，水合铁盐与四氯化硅的质量比为1:2.5～5，优选为1:2.5。水合铁盐与四氯化硅的质量比为1:2.5时，二氧化硅与催化剂原位负载后，负载最为均匀，活性组分不易流失。在本专利技术一个或多个实施例中，步骤1)中在密闭环境中进行加热反应，优选为反应釜；优选地，步骤1)中加热温度为180-250℃，优选为200-240℃，进一步优选为220-240℃；加热温度过高，不利于四氯化硅水解产生二氧化硅颗粒，也不利于二氧化硅与催化剂的原位负载，只有在温度为180-250℃时，负载效果最好。专利技术人深入研究后发现，将催化剂负载在成型的二氧化硅颗粒上，复合催化剂或薄膜催化剂不稳定，容易流失。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n1)水合铁盐和四氯化硅混合，加热反应；/n2)反应后冷却，将反应产物洗至中性，干燥，得到粉体；/n3)将粉体加入到羟基封端聚二甲基硅氧烷中，并加入交联剂、催化剂，固化制成薄膜，即得到具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)水合铁盐和四氯化硅混合，加热反应；
2)反应后冷却，将反应产物洗至中性，干燥，得到粉体；
3)将粉体加入到羟基封端聚二甲基硅氧烷中，并加入交联剂、催化剂，固化制成薄膜，即得到具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜。


2.根据权利要求1所述的具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述的水合铁盐选自六水合氯化铁、九水合硝酸铁、水合硫酸铁、二水合磷酸铁中的一种或多种，优选为六水合氯化铁。


3.根据权利要求1所述的具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1)中原料用量为：水合铁盐5～10份，优选为5～7.5份；四氯化硅10～25份，优选为10～15份或15～25份，质量份数；
优选地，水合铁盐与四氯化硅的质量比为1:2.5～5，优选为1:2.5。


4.根据权利要求1所述的具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1)中在密闭环境中进行加热反应，优选为反应釜；
优选地，步骤1)中加热温度为180-250℃，优选为200-240℃，进一步优选为220-240℃；
优选地，步骤1)中加热反应时间为2-6h，优选为3.5-6h，进一步优选为4-5h。


5.根据权利要求1所述的具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜的制备方法，其特征在于，步骤2)中反应后冷却至室温；
优选地，步骤2)中将反应产物在40-120℃干燥1-12h，优选为在60℃干燥3h。


6.根据权利要求1所述的具有芬顿催化性能的有机硅柔性薄膜的...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕旺杰，张迪，葛佳男，陈怀良，王光祥，
申请(专利权)人：山东特龙谱新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37