System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种生物质基非均相Fenton催化剂的制备方法技术_技高网

一种生物质基非均相Fenton催化剂的制备方法技术

技术编号:40107776 阅读:3 留言:0更新日期:2024-01-23 18:41
本发明专利技术公开了一种利用废弃农作物玉米芯制备非均相Fenton催化剂的方法,通过简单进浸泡的方法即可引入铁元素,再经过碳化即可得到Fe3O4/玉米芯(Fe3O4/RCC)复合材料。对该复合材料的形貌特征进行扫描电子显微镜观察,结果表明,此材料为蜂窝状的分层多孔结构,孔径约为100μm,大小均匀,分布均匀;通过对最普遍的有机污染物甲基橙的降解表明此材料具有Fenton催化活性,表明其在废水处理方面具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水处理,具体涉及一种用于去除有机污染物的fe3o4/玉米芯复合材料(fe3o4/rcc)的制备方法。


技术介绍

1、随着工业和农业活动的大规模增长,水污染已成为威胁人类健康和生态系统的主要问题之一。人类在工业、农业生产、医药行业和日常生活中会产生很多难以自然降解的有机污染物,如染料、抗生素等,它们在环境中存留时间长、成分复杂、色度高、酸碱性强、可生化性差、在水体中易积累、迁移、种类与数量较多、污染范围广且危害性大,因此,去除这些有机污染物的是水污染治理领域中的一个突出问题。

2、近年来,fenton反应由于其操作简单、原料安全、价廉易得、反应条件温和、反应速率快等优点而在降解有机废水领域被广泛关注。该反应拥有极强氧化性,可以快速氧化大部分有机物污染物,使其成为易于生物降解的小分子,甚至是二氧化碳、水和无机盐。目前工业上实际应用的工艺均是基于传统的均相fenton反应。然而,传统的均相fenton法仍存在许多问题,首先是对ph值得要求非常严格,必须控制在2-4之间,极大地增加了成本;其次,催化剂会均匀存在于溶液中,很难将其分离,无法重复利用,造成资源浪费,而且溶液中得金属离子还会造成二次污染;还有对双氧水的利用率不高等不足,使其在废水处理领域的实际应用当中受到诸多限制。非均相fenton反应通过用固体催化剂取代均相芬顿试剂中的fe2+,改善了ph的限制以及回收和污染的问题,因此学者们纷纷开始关注具有高活性和稳定的非均相fenton催化剂的开发。

3、其中,铁基负载型催化剂受到了广泛的关注。碳材料是一种比较常见的载体材料。生物质炭是在含氧条件下热解有机生物质而得到的多孔炭质材料,是一种高效、经济的吸附剂,可用于去除水中各种有机污染物,并可降低土壤中污染物的生物有效性,从而降低污染物在生态系统中的积累和对植物的毒性。生物质炭材料的来源丰富,主要分为植物、动物和污泥,例如水葫芦,竹,椰壳,鸡骨和蛋壳等。玉米芯是一种全球农业残留物,每年有4110-5470 万吨,商业价值有限,大多仅仅是被焚烧处理,造成严重的环境污染以及资源浪费。很好地利用了玉米芯资源,还有助于增加农民收入,带来一定的社会效益和经济效益,为社会经济可持续发展和绿色发展创造了更多的机遇。

4、muhammad等人以芒果为原材料,采用共沉淀法制备了芒果废弃物生物质基磁性碳纳米复合材料(fe3o4/c);(1.zahoor,m.;uhah,a.;alam,s.;muhammad,m.;hendrokosetyobudi,r.;zekker,i.;sohail,a.,novel magnetite nanocomposites(fe3o4/c)forefficient immobilization of ciprofloxacin from aqueous solutions throughadsorption pretreatment and membrane processes.water 2022,14(5).)wang等人采用化学共沉淀法在60℃低温条件下成功制备了fe3o4纳米颗粒复合多孔黄麻生物质炭(fe3o4/pjbc)。(2.wang,l.;guan,h.;hu, j.;huang,q.;dong,c.;qian,w.;wang,y.,jute-based porous biomass carbon composited by fe3o4 nanoparticles as an excellentmicrowave absorber.journal of alloys and compounds 2019,803,1119-1126.)wu等人采用溶剂热法和碳还原法制备了三维多孔fe3o4/c复合花,先简单合成fe2o3花为中间体和然后以吡咯为碳源的碳还原两步法制备。(3.wu,n.;liu,c.; xu,d.;liu,j.;liu,w.;shao,q.;guo,z.,enhanced electromagnetic wave absorption of three-dimensionalporous fe3o4/c composite flowers.acs sustainable chemistry& engineering 2018,6(9),12471-12480.)


技术实现思路

1、针对均相fenton反应存在二次污染、ph需调节、催化剂无法回收等不足以及非均相催化剂载体材料价格昂贵、制备困难等问题,本专利技术提供了一种非均fenton相催化剂fe3o4/rcc 复合材料的制备方法,该方法选用农业废弃物玉米芯为原材料,通过简单浸泡的方法,引入铁元素,再通过碳化的方法,得到生物质炭材料,即非均相催化剂fe3o4/rcc复合材料。

2、本专利技术的技术方案如下:

3、非均相催化剂fe3o4/c复合材料的制备方法以及对有机污染物降解的具体步骤如下:

4、步骤1,对玉米芯加工处理,切割成适量尺寸;

5、步骤2,将铁盐溶于体积比为1∶1的乙醇/水溶液中,得到铁盐的前驱体溶液;

6、步骤3,将处理好的玉米芯浸泡在前驱体溶液中,搅搅拌至充分浸渍;

7、步骤4,将玉米芯取出冷冻干燥,碳化研磨即可得到非均相fenton催化剂。

8、优选地,上述所选择的铁盐为fe(no3)3·9h2o,且配置浓度为0-1.2m的fe(no3)3溶液作为前驱体溶液。

9、优选地,搅拌时间为3-10h,转速为200-300rpm。

10、优选地,搅拌时间为5h以上。

11、优选地,冷冻干燥地时间为5-12h。

12、优选地,上述碳化温度设置为600℃,升温速率为2-5℃/min,碳化时间为1-5h,在氩气气氛下。

13、于现有技术相比,本专利技术具有一下优点:

14、(1)本专利技术选用废弃农作物玉米芯为原料,价格低廉,来源广泛,充分利用废弃资源,减少燃烧带来的污染,还助于增加农民收入,带来一定的社会效益和经济效益,为社会经济可持续发展和绿色发展创造了更多的机遇。(2)制备方法简单,通过简单浸渍,控制碳化温度即可得到fe3o4/rcc。(3)制备的fe3o4/rcc具有一定的磁性有助于回收利用催化剂。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于去除有机污染物的Fe3O4/玉米芯(Fe3O4/RCC)复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种Fe3O4/RCC复合材料的制备方法,其特征在于,步骤2所述前驱体溶液的配置,具体如下:

3.根据权利要求1所述的一种Fe3O4/RCC复合材料的制备方法,其特征在于,步骤5所述碳化过程,具体如下:

【技术特征摘要】

1.一种用于去除有机污染物的fe3o4/玉米芯(fe3o4/rcc)复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种fe3o4/rcc复合材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨加志马卓利杨欣瑜
申请(专利权)人:南京理工大学
类型:发明
国别省市:

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