一种Cu制造技术

本发明专利技术涉及一种Cu

【技术实现步骤摘要】
一种Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料及其制备方法、应用


[0001]本专利技术涉及污水处理及资源化利用
，特别是涉及一种Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]由于抗生素在人类医疗、畜牧业和水产业中的滥用，其不断被释放到水环境中，导致了严重的环境污染。其中四环素是一种广泛应用于医疗和畜牧业的抗生素，其具有较强的稳定性和持久性，可以在环境中长时间存在。四环素在动物体内的吸收较弱，主要通过动物的尿液和粪便直接排放到自然环境中，对生态系统健康造成严重影响，并严重危害人类健康。近年来，不断在地表水、饮用水和土壤中检测到了四环素的存在，其浓度从纳克每升到毫克每升不等。目前水溶液中四环素的去除方法，包括物理吸附法、膜分离法、生物降解法、光催化法、高级氧化法。其中高级氧化法中的异相芬顿法因其反应过程简单、不需要特定的仪器设备、不产生含铁污泥、降解率高等优点被广泛关注。
[0003]在开发实用性强的的非均相类芬顿催化剂时，研究人员希望制备出催化性能高、环保、成本低、稳定性好、易于回收的催化剂。传统单金属铁基氧化物及衍生物因其化学稳定性好、对环境友好等特点被认为是优秀的非均相类芬顿催化剂。然而，由于非均相类芬顿反应往往发生在固
‑
液界面，传质速度较慢，导致表面的Fe
3+
/Fe
2+
转化速率低下，减缓了自由基的生成速率，从而降低了催化剂的催化活性，表现出较差的类芬顿催化性能。此外，由于传统的金属非均相类芬顿催化剂，在制备过程中纳米颗粒容易团聚，比表面积减少，材料在使用过程中暴露的活性位点较少，导致材料的催化活性大大降低。因此，想要提升单金属铁基催化剂在废水净化领域的应用前景，需要解决其电子转移速率低和材料团聚的问题。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对目前单金属铁基氧化物及衍生物作为类芬顿催化剂时，由于其电子转移速率较慢以及在制备过程中团聚严重，导致其在活化H2O2的过程中活性位点减少，生成活性自由基的速率慢，从而降低了催化剂的催化活性的技术问题，提供一种Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料及其制备方法、应用。
[0005]本专利技术提出一种Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料，所述Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料是以硅藻土为载体，并在硅藻土上负载纳米级Cu
x+1
Fe2O4材料得到的，其中，Cu、Fe均为多价态，0＜x≤1.5。
[0006]在本专利技术的一较佳实施例中，所述Cu的价态为0、+2；所述Fe的价态为+2、+3。
[0007]本专利技术还提出一种Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008]S1、将二水合氯化铜、六水合三氯化铁溶于溶剂A中，超声混合溶解均匀得到溶液A；
[0009]S2、将硅藻土溶于溶剂B中，超声混合溶解均匀得到溶液B；
[0010]S3、在磁力搅拌下，将溶液A逐滴加入溶液B中，得到溶液C；
[0011]S4、在磁力搅拌下，将聚乙二醇、乙酸钠先后加入溶液C中，得到溶液D；
[0012]S5、将溶液D置于高压釜内进行高温反应；
[0013]S6、反应结束后，冷却至室温，过滤，洗涤，干燥，得到Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料。
[0014]在本专利技术的一较佳实施例中，步骤S1中，二水合氯化铜、六水合三氯化铁、溶剂A的质量体积比为1g:3
‑
4g：30mL；所述溶剂A为乙二醇溶液。
[0015]在本专利技术的一较佳实施例中，步骤S2中，硅藻土与溶剂B的质量体积比为0.5g：30mL；所述溶剂B为乙二醇溶液。
[0016]在本专利技术的一较佳实施例中，步骤S3中，所述溶液C中，二水合氯化铜、六水合三氯化铁、硅藻土的质量比为1：3
‑
4:1.5
‑
2；所述磁力搅拌的速度为600
‑
800r/min。
[0017]在本专利技术的一较佳实施例中，步骤S4中，聚乙二醇、乙酸钠的质量比为1:2.5
‑
3；所述磁力搅拌的速度为600
‑
800r/min。
[0018]在本专利技术的一较佳实施例中，步骤S5中，所述高温反应是在180℃
‑
200℃下反应10
‑
12h；
[0019]和/或，步骤S6中，所述洗涤是先后使用无水乙醇、去离子水洗涤若干次，所述干燥是在温度为50℃
‑
70℃的真空干燥箱内干燥7
‑
9h。
[0020]本专利技术还提出一种前述Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料作为类芬顿催化剂降解水体中有机污染物的应用。
[0021]本专利技术还提出一种利用类芬顿催化剂降解水体中有机污染物的方法，所述类芬顿催化剂采用前述的Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料，或者采用前述的Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料的制备方法制备得到的Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料，所述有机污染物为四环素；
[0022]所述利用类芬顿催化剂降解水体中有机污染物的方法包括以下步骤：
[0023]a、称取n份等量的所述Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料，在磁力搅拌下，将n份Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料分别加入到n份四环素溶液中，所述n份四环素溶液的体积、初始浓度相同但pH值不同；在磁力搅拌下，再向所述n份四环素溶液中分别加入相同浓度的H2O2溶液；测量降解速率；其中n≥2；
[0024]b、称取m份等量的所述Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料，在磁力搅拌下，将m份Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料分别加入到m份四环素溶液中，所述m份四环素溶液的体积、初始浓度、pH值均相同；在磁力搅拌下，再向所述m份四环素溶液中分别加入不同浓度的H2O2溶液；测量降解速率；其中m≥2；
[0025]c、称取z份等量的所述Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料，在磁力搅拌下，将z份Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料分别加入到z份四环素溶液中，所述z份四环素溶液的体积、初始浓度、pH值均相同，且所述z份四环素溶液中含有不同的阴离子；在磁力搅拌下，再向所述z份四环素溶液中分别加入相同浓度的H2O2溶液；测量降解速率；其中z≥2。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0027]1、本专利技术Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料是以硅藻土为载体，并在硅藻土上负载具有多价态Cu、Fe本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料，其特征在于，所述Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料是以硅藻土为载体，并在硅藻土上负载纳米级Cu
x+1
Fe2O4材料得到的，其中，Cu、Fe均为多价态，0＜x≤1.5。2.根据权利要求1所述的Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料，其特征在于，所述Cu的价态为0、+2；所述Fe的价态为+2、+3。3.一种如权利要求1或2所述的Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将二水合氯化铜、六水合三氯化铁溶于溶剂A中，超声混合溶解均匀得到溶液A；S2、将硅藻土溶于溶剂B中，超声混合溶解均匀得到溶液B；S3、在磁力搅拌下，将溶液A逐滴加入溶液B中，得到溶液C；S4、在磁力搅拌下，将聚乙二醇、乙酸钠先后加入溶液C中，得到溶液D；S5、将溶液D置于高压釜内进行高温反应；S6、反应结束后，冷却至室温，过滤，洗涤，干燥，得到Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料。4.根据权利要求3所述的Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，二水合氯化铜、六水合三氯化铁、溶剂A的质量体积比为1g:3
‑
4g：30mL；所述溶剂A为乙二醇溶液。5.根据权利要求3所述的Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，硅藻土与溶剂B的质量体积比为0.5g：30mL；所述溶剂B为乙二醇溶液。6.根据权利要求3所述的Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述溶液C中，二水合氯化铜、六水合三氯化铁、硅藻土的质量比为1：3
‑
4:1.5
‑
2；所述磁力搅拌的速度为600
‑
800r/min。7.根据权利要求3所述的Cu
x+1
Fe2O4/DE纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中，聚乙二醇、乙酸钠的质量比为1:2.5
‑
3；所述磁力搅拌的速度为600
‑
800r/min。8.根据权利要求3所述的Cu
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈星，邓帅，丁兆罡，刘会来，吕新新，张丽梅，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：