一种环糊精修饰沸石负载类芬顿催化剂、制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种环糊精修饰沸石负载类芬顿催化剂、制备方法和应用，本发明专利技术所用活化载体为沸石，具体包括将多孔材料活化后负载铁离子得到负载铁离子的活化多孔材料，采用β

【技术实现步骤摘要】
一种环糊精修饰沸石负载类芬顿催化剂、制备方法和应用


[0001]本专利技术属于环境工程领域，具体涉及一种环糊精修饰沸石负载类芬顿催化剂、制备方法和应用。

技术介绍

[0002]化工企业排放的废水，石油开采、加工、储藏及运输等环节的非正常泄漏，以及大量农药和化肥的使用，导致多氯联苯、有机氯农药、多环芳烃、以及石油烃等有机污染物大量进入到土壤中，造成严重的土壤有机污染，大部分有机污染具有高毒性、长期残留性、生物蓄积性和半挥发性等特点，而且污染物可以通过环境介质在全球范围内传播，对生态系统造成严重的危害，甚至危害到人体健康。
[0003]目前，土壤有机污染修复技术主要包括物理修复、生物修复以及化学修复，其中化学修复技术因适应性强、修复效率高、修复周期短等优势被广泛应用。芬顿氧化技术是目前最常用的化学修复技术之一，它是由Fe
2+
与H2O2组成的反应体系，能够产生强氧化性的羟基自由基(
·
OH)，其标准氧化还原电位为2.8V，仅次于氟，可将大部分有机污染物氧化为分子结构简单的有机物，甚至生成二氧化碳和水，从而达到修复土壤有机污染的目的。而且整个修复过程绿色环保，几乎不会对土壤造成二次污染。
[0004]但是，由于芬顿反应需要在水相中进行，而有机污染往往都具有斥水性，难以进入水相，使得芬顿试剂的降解效率降低，要想达到较高的降解效果，必须消耗大量的氧化剂和催化剂，从而导致类芬顿催化剂对污染物降解效率低、成本高的问题。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术旨在制备一种非均相芬顿催化剂来降解有机污染。
[0006]为达到这一目的，本专利技术人将Fe负载于比表面积发达的材料表面，制备形成非均相芬顿催化剂，来降解有机污染，所采用的技术方案具体如下：
[0007]1)制备活化的载体材料
[0008]选用沸石为载体材料，研磨至60
‑
80目均匀颗粒，将研磨均匀的沸石颗粒以0.1～1g/mL的比例，加入到0.5～1mol
·
L
‑1的HCl溶液中，浸泡12
‑
16小时，弃上清液，用去离子洗剂至中性，置于100
‑
110℃烘箱中烘干，得到活化的载体材料。
[0009]2)Fe
2+
的负载
[0010]取活化的沸石，加入到1～2mol
·
L
‑1的FeSO4溶液中，其中每10g沸石加入20～50mL FeSO4溶液；将加入沸石的FeSO4溶液放置在90～95℃水浴锅上，以200
‑
300rmp的速度进行搅拌，持续搅拌反应4
‑
5小时，去掉剩余液体，用去纯水清洗3次以上，于100
‑
110℃烘箱中烘干，完成铁离子的负载。
[0011]3)配制β
‑
环糊精修饰液
[0012]将β
‑
环糊精与环氧氯丙烷按质量比3:1～1:1，加入到5
‑
10％的NaOH溶液中，其中每10gβ
‑
环糊精加入100～200mL NaOH溶液，用磁力搅拌器以120
‑
150rmp的转速搅拌4
‑
6小
时，完成β
‑
环糊精修饰液的配制。
[0013]4)β
‑
环糊精修饰类芬顿催化剂的制备
[0014]将5
‑
20g步骤2)中制备的负载铁的沸石加入到100mL步骤3)配制的β
‑
环糊精修饰液中，然后用磁力搅拌器以150
‑
200rmp的转速搅拌6
‑
10小时，然后用去离子水洗涤、抽滤多次，至滤液为中性，最后在75
‑
90℃下烘干，完成环糊精修饰沸石负载类芬顿催化剂的制备。
[0015]进一步地，本专利技术采用上述制备方法制备了一种β
‑
环糊精修饰沸石负载类芬顿催化剂，并对其结构与成分进行了电镜观察与红外光谱分析。
[0016]更进一步地，本专利技术以石油烃污染土壤为修复对象，用上述步骤所制备的类芬顿催化剂进行污染土壤的降解试验，结果显示其降解率可达95％以上，且经四次重复使用后，其降解率依然可达95％以上，足见本专利技术的催化剂性质稳定，不会短时间内失效。
[0017]通过上述技术方案，结合实施例本专利技术所提供的β
‑
环糊精修饰沸石负载类芬顿催化剂至少具有下述有益效果或优点：
[0018]1)本专利技术所述催化剂对污染土壤的降解率达95％以上，降解效果好。
[0019]2)本专利技术所述催化剂性质稳定，不会短时间内失效，经四次重复使用以后，依然可以达到95％以上的降解率。
[0020]3)本专利技术所述催化剂相比传统方法，双氧水的用量减少了30％以上，极大的节约了降解成本。
[0021]4)本专利技术所述催化剂加入到环境中不会造成二次污染，可以多次重复使用，其有机污染修复技术安全，经济。
附图说明
[0022]图1是实施例1所制备的催化剂的微观形貌图。
[0023]图2是实施例1所制备的催化剂的红外光谱图。
[0024]图3是实施例1所制备的催化剂和沸石的能谱图。
具体实施方式
[0025]下面，结合实施例对本专利技术的技术方案进行说明，但是，本专利技术并不限于下述的实施例。
[0026]实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市场获得的常规产品。
[0027]实施例1
[0028]本实施例描述了β
‑
环糊精修饰类芬顿催化剂的制备过程。
[0029]1.制备活化载体
[0030]将沸石研磨至65目，取20g研磨好的沸石，加入到1mol
·
L
‑1的HCl溶液中，浸泡12小时，然后弃掉上清液，用去离子洗剂至中性，置于110℃烘箱中烘干，即得到活化的载体材料。
[0031]2.Fe
2+
的负载
[0032]取10g活化的沸石，加入到30mL 1.5mol
·
L
‑1的FeSO4溶液中，然后放置在9℃水浴锅上，以200rmp的速度进行搅拌，持续搅拌反应4小时，去掉剩余液体，用去离子水清洗3次
以上，于100℃烘箱中烘干，完成Fe离子的负载。
[0033]3.配制β
‑
环糊精修饰液
[0034]取10gβ
‑
环糊精与5g环氧氯丙烷，加入到100mL 7％的NaOH溶液中，然后用磁力搅拌器以120rmp的转速搅拌4小时，得到β
‑
环糊精修饰液。
[0035]4.制备β
‑
环糊精修饰类芬顿催化剂
[0036]取5g负载铁的沸石加入到100mLβ
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环糊精修饰沸石负载类芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将多孔材料活化后负载铁离子得到负载铁离子的活化多孔材料，采用β
‑
环糊精对所述负载铁离子的活化多孔材料进行表面修饰。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多孔材料活化方法包括：将多孔材料研磨至60
‑
80目的均匀颗粒，以0.1～1g/mL的比例，加入到0.5～1mol
·
L
‑1的HCl溶液中，浸泡12
‑
16小时，去上清液后，用去离子洗剂至中性，100
‑
110℃烘干。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述负载铁离子的方法包括：将多孔材料活化后，加入到1～2mol
·
L
‑1的FeSO4溶液中，其中每10g所述多孔材料加入20～50mLFeSO4溶液；90～95℃水浴加热，以200
‑
300rmp的速度进行搅拌，持续搅拌反应4
‑
5小时，过滤保留固体，用去纯水清洗3次以上，100
‑
110℃烘干。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用β
‑
环糊精对所述负载铁离子的活化多孔材料进行表面修饰；将β
‑
环糊精、环氧氯丙烷和NaO...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗玉虎，王娜，张兆鑫，刘哲，卢楠，肖映瑱，李燕，
申请(专利权)人：陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：