基于钴铁氧化物/聚苝酰亚胺超分子的光催化自芬顿水处理方法技术

本发明专利技术公开了一种基于钴铁氧化物/聚苝酰亚胺超分子的光催化自芬顿水处理方法，包括如下步骤：首先制备获得光活性催化剂CoFeO/PDIsm，得到能够高效产H2O2的CoFeO/PDIsm，接着在反应污染液中加入适量硫酸亚铁，并将其作为自身芬顿循环的活性位点，使复合催化剂CoFeO/PDIsm在可见光照射的情况下，能够高效利用原位产生的H2O2进行芬顿反应，构建出光自芬顿催化水处理方法；本发明专利技术有效实现了对水中难降解有机污染物的高通量深度矿化，光自芬顿催化反应1h的TOC去除率为63.7％，降解率为91.6％，同时具备良好的稳定性和普适性，工艺简便，成本较低，是一种绿色环保的新型水处理技术。技术。技术。

【技术实现步骤摘要】
基于钴铁氧化物/聚苝酰亚胺超分子的光催化自芬顿水处理方法


[0001]本专利技术属于环境化学、化工和材料科学领域，涉及一种基于钴铁氧化物/聚苝酰亚胺超分子的光催化自芬顿水处理方法。

技术介绍

[0002]水是生命之源、生产之要、生态之基，对经济社会可持续发展意义重大，因此，有必要提高废水回收利用的质量和体量。但是，目前现有技术对有害的水相有机污染物降解效率低、矿化程度低，所以迫切需要开发新的处理废水方法。尽管光催化在光致空穴的驱动下可以达到较高的矿化，但仍受到氧化还原反应速率的限制。对于芬顿反应，其优先考虑的是快速降解的效率，因为芬顿过程会产生羟基自由基(
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OH)。但其矿化程度低和需要添加过氧化氢(H2O2)是其主要瓶颈。
[0003]因此，为了解决上述问题，实现高效的矿化，通过利用光催化和均相芬顿构建的机制，将它们结合成均相光自芬顿体系，作为一种新的水处理策略。从芬顿反应机制的角度来看，该策略的搭建主要分为两个步骤。首先，为了提高光催化生产H2O2的性能，需要制备并改性基底光催化剂。其次，在此基础上加入适量的硫酸亚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于钴铁氧化物/聚苝酰亚胺超分子的光催化自芬顿水处理方法，其特征在于包括如下步骤：(1)制备光活性催化剂CoFeO/PDIsm，使其具备光催化高效产H2O2的性能；(2)通过水热合成步骤(1)中的光活性催化剂，通过在反应过程中加入适量FeSO4作为自身芬顿循环的活性位点，使CoFeO/PDIsm复合催化剂在固定光源的照射下，使其具备高效的光催化两电子氧还原产H2O2性能，能够有效利用原位产生的H2O2进行芬顿反应，产生大量
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OH作为主要活性氧自由基；反应过程中生成的活性氧自由基与光激发传输到表面的空穴协同作用，从而高效、深度氧化污染物溶液。2.根据权利要求1所述的基于钴铁氧化物/聚苝酰亚胺超分子的光催化自芬顿水处理方法，其特征在于：在步骤(1)中，CoFeO/PDIsm的制备方法为：(step1)PDIsm的制备：将3,4,9,10
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苝四羧酸酐，β
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丙氨酸和咪唑置于烧瓶中，在无氧气的条件下加热至一定温度，并保持一段时间后冷却至室温，加入一定量的乙醇和盐酸搅拌过夜，抽滤后60℃干燥得到PDI；将准备好的PDI重新制备成水溶液，加入一定量的三乙胺和盐酸使其重新进行自组装，搅拌均匀后抽滤并用去离子水反复洗涤至中性后60℃干燥得到PDIsm；(step 2)CoFeO/PDIsm的制备：将醋酸钴和四水合氯化亚铁分散于乙醇中搅拌均匀后转移至不锈钢高压釜中，密封后设置一定温度进行反应，反应结束后冷却至室温，用去离子水洗涤后离心后60℃干燥；将步骤(1)中制备好PDIsm分散于N,N
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二甲基甲酰胺中，并加入一定量三乙胺，将其置于油浴锅中加热一段时间，同时加入CoFeO，冷却至室温后加入盐酸，最后抽滤60℃干燥，制得CoFeO/PDIsm。3.根据权利要求1所述的基于钴铁氧化物/聚苝酰亚胺超分子的光催化自芬顿水处理方法，其特征在于：所述的光活性载体是指在能够在光子的激发下吸收光子能量后，电子发生跃迁或者被激发产生还原性光生电子的物质。4.根据权利要求1所述的基于钴铁氧化物/聚苝酰亚胺超分子的光催化自芬顿水处理方法，其特征在于：所述的光的波长以光活性载体的需要为准；所述光的波长范围为420
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1300nm的光，能提供相应波长光的均可以作为光源，所述的光为太阳光或人造光源，所述的人造光源为氙灯、紫外灯、LED灯或激光。5.根据权利要求1所述的基于钴铁氧化物/聚苝酰亚胺超分子...

【专利技术属性】
技术研发人员：董玉明，季蓉，刘丽红，赵辉，王光丽，
申请(专利权)人：福瑞凯环境科技江阴有限公司，
类型：发明
国别省市：