La制造技术

本发明专利技术提供一种La

【技术实现步骤摘要】
La
0.7
Sr
0.3
Mn
（1
‑
x）
Fe
x
O3的制备及其催化作用


[0001]本专利技术涉及催化材料
，特别是系列具有类芬顿
‑
光催化作用的催化剂La
0.7
Sr
0.3
Mn
（1
‑
x）
Fe
x
O3（x=0.05，0.10，0.15，0.2）及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]工业废水处理后所排放的COD几乎是所有工业污染排放水的管控指标。随着工业持续的发展，各种有机溶剂及化学合成有机物被大量使用，也因此严重的污染了自然环境，因此如何有效去除这些污染物是现今废水处理技术的一大课题。
[0003]Fenton氧化法是应用双氧水(H2O2)与亚铁(Fe
2+
)反应产生氢氧自由基将废水中有机物污染物氧化成小分子或直接矿化成二氧化碳和水的一种高级氧化处理技术。Fenton法具有对环境友善，占地空间小，操作弹性大，氧化能力强等优点，但传统Fenton法缺点是H2O2价格昂贵，利用率低，反应pH值低，且不易运输，且由于Fe
2+
为催化剂,使H2O2产生成
•
OH及OH
‑
，同时伴随着大量Fe(OH)3污泥，成为其应用中的一大缺点。
[0004]光催化氧化技术是一种新型高级氧化技术,已逐渐成为生物难降解废水处理的热点。光催化剂的材料众多，钙钛矿型氧化物光催化剂禁带宽度较窄，太阳光利用率高，尤其在可见光区具有较好的响应，且由于周期表中大部分元素都能形成钙钛矿结构的氧化物，故可通过负载、掺杂及构建p
‑
n异质结光催化剂来提高其光催化性能。已有研究表明：钙钛矿氧化物La1‑
χ
Sr
χ
MnO
3 (0＜χ≤0.5)具有超顺磁性的特点，对其掺杂可以改变其磁性、光催化活性等。其中La
0.7
Sr 0.3
MnO3的磁性最好，对其进行掺杂后所得粉体不仅增加了光催化性能，也可以在外加磁场下实现简单分离。更为重要的是实验过程中发现其与过氧化氢结合具有类芬顿催化作用，且能与光催化形成协同催化，所以这种同时具有磁性、类芬顿作用的太阳光活性的催化剂具有更高的催化作用，在降解有机污染物方面具有广阔的应用前景。
[0005]人们将紫外光、可见光及除了Fe
2+
外其它催化剂引入Fenton(芬顿)体系，如热稳定性好的钙钛矿氧化物替代芬顿反应中的Fe
2+
，由此形成的类芬顿
‑
光催化协同体系可显著增强Fenton(芬顿)试剂和光催化剂对有机物的氧化降解能力，减少Fenton(芬顿)试剂的用量，且与光催化协同作用，在降低处理成本的同时，大大提高了系统的催化降解有机物的作用。
[0006]目前，用作类芬顿及光催化剂的钙钛矿复合氧化物已有研究。本专利技术制备了系列La
0.7
Sr
0.3
Mn
（1
‑
x）
Fe
x
O3（x=0.05，0.10，0.15，0.2）复合氧化物，实验结果表明：全部具有明显的类芬顿
‑
光催化协同作用，其中La
0.7
Sr
0.3
Mn
0.85
Fe
0.15
O3的类芬顿
‑
光催化剂的效果最好，在外界磁场的作用下易于回收，可重复利用，能在太阳光下催化过氧化氢产生羟基自由基，结合光催化产生的光生空穴和光生电子，可大大提高其降解有机污染物的能力，形成的类芬顿
‑
光催化协同催化体系是一个具有广阔应用前景的多功能催化剂。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供系列钙钛矿型类芬顿
‑
光催化剂La
0.7
Sr
0.3
Mn
（1
‑
x）
Fe
x
O3（x=
0.05，0.10，0.15，0.2）的制备方法，选择光催化效果最好的La
0.7
Sr
0.3
Mn
0.85
Fe
0.15
O3探讨其对甲基橙及染料废水的类芬顿
‑
光催化的协同降解作用。
[0008] 本专利技术实现过程如下：按照计量比准确称量反应物醋酸镧La(CH3COO)3·
5H2O、醋酸锶Sr(CH3COO)2、醋酸锰Mn(CH3COO)2·
4H2O及掺杂不同量的硝酸铁，使其摩尔比n
La(CH3COO)3
·
5H2O
:n
Sr(CH3COO)2
:n
Mn(CH3COO)2
·
4H2O:
n
Fe(NO3)3
·
9H2O
=0.7:0.3:（1
‑ꢀ
x）:x
，
将称量的全部反应物溶解在是其3
‑
7倍质量的去离子水中，待固体完全溶解后，将该溶液放在60
‑
90 ℃的温度下水解，等透明溶液变成糊状时冷却到室温，加入浸没湖状物量的无水乙醇，浸泡并搅拌20
‑
30分钟，放入30
‑
50℃真空干燥箱干燥，随后放入逐渐升温至800
‑
1000℃马弗炉中，煅烧2
‑
6 h，冷却研磨得到系列黑色粉体产物La
0.7
Sr
0.3
Mn
（1
‑
x）
Fe
x
O3（x=0.05，0.10，0.15，0.2）。
[0009]本专利技术还探索了系列掺铁La
0 La
0.7
Sr
0.3
Mn
（1
‑
x）
Fe
x
O3（x=0.05，0.10，0.15，0.2）对生物难降解废水如甲基橙及染料废水的光催化
‑
类芬顿协同催化降解作用。结果表明：所合成的系列掺铁La
0 La
0.7
Sr
0.3
Mn
（1
‑
x）
Fe
x
O3（x=0.05，0.10，0.15，0.2）复合氧化物，全部具有良好的类芬顿性能、且是太阳光活性的光催化剂，其中La
0.7
Sr
0.3
Mn
0.85
Fe
0.15
O3是效果最好的具有磁性、太阳光驱动的类芬顿
‑
光催化剂，且其光催化与类芬顿作用能产生明显的协同催化效果。在太阳光下，可将模拟甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.La
0.7
Sr
0.3
Mn
（1
‑
x）
Fe
x
O3（x=0.05，0.10，0.15，0.2）的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照计量比准确称量反应物醋酸镧La(CH3COO)3·
5H2O、醋酸锶Sr(CH3COO)2、醋酸锰Mn(CH3COO)2·
4H2O及硝酸铁Fe(NO3)3·
9H2O，使其摩尔比n
La(CH3COO)3
·
5H2O
:n
Sr(CH3COO)2
:n
Mn(CH3COO)2
·
4H2O:
n
Fe(NO3)3
·
9H2O
=0.7:0.3:（1
‑ꢀ
x）:x
，
将称量的全部反应物溶解在是其3
‑
7倍质量的去离子水中，待固体完全溶解后，将该溶液放在60
‑
90 ℃的温度下水解，等透明溶液变成糊状时冷却到室温，加入浸没湖状物量的无水乙醇，浸泡并搅拌20
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：卫芝贤，周书佳，曹雪芳，闫长荣，曹雄，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：