【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境污染物降解，具体涉及一种多快速活化过硫酸盐降解有机污染物的固相催化剂及其制备和应用方法。
技术介绍
1、近年来，随着生活水平的不断提高，药品及个人护理品(ppcps)的生产和消耗量也在不断提升，导致环境中的ppcps含量逐渐增大，多个国家在降水和自然水体中检测到了ppcps。尽管目前自然水体中的ppcps浓度较低，但由于结构稳定，难以自我降解，ppcps会长期存且会在生物体中富集，最终以多种方式再次进入人体并造成危害。因此，为保护环境和人体健康，需要对排放的ppcps进行深度处理。
2、基于硫酸根自由基的过硫酸盐氧化技术凭借高氧化电位、宽ph适用范围以及较长的半衰期，受到研究人员的广泛关注。而如何高效活化过硫酸盐，产生活性物质硫酸根自由基，是该领域研究的重点。研究表明，除辅以光、热和电等外场以外，也可采用催化剂在室温下活化过硫酸盐降解水溶液中的有机污染物。
3、研究人员发现过渡金属氧化物和过渡金属硫化物可以诱导过硫酸盐分解，产生活性物质硫酸自由基。其中，过渡金属硫化物具有更高的导电性、机械稳定和热稳定性，受到了更多的关注。
4、然而，由于单金属硫化物的活性位点和电子转移能力有限，其活性普遍较低，应用潜力需进一步开发。
5、因此，亟待开发一种能够在常温下快速活化过硫酸盐的新型催化剂，用以保护和修复水环境生态。
技术实现思路
1、本专利技术采用的技术方案如下：
2、第一方面，本专利技术提供一种快速活化过硫酸盐
3、第二方面，本专利技术提供一种第一方面所述的快速活化过硫酸盐用催化剂的制备方法，具体包括如下步骤：
4、s1：将所述过渡金属元素的可溶性金属盐溶解于去离子水中，混合得到溶液a；所述不同金属盐的添加量为等摩尔比；
5、s2：将步骤s1得到的溶液a加至强碱水溶液中，反应后静置沉降，经过滤、洗涤、干燥后得到固体物质b；
6、s3：将步骤s2得到的固体物质b在高温下焙烧，冷却后得到固体物质c；
7、s4：将步骤s3得到的固体物质c与硫源水溶液混合，然后进行水热反应，对水热后产物进行洗涤、干燥，得到四元或五元过渡金属硫化物催化剂。
8、优选地，所述步骤s1中，所述过渡金属元素的可溶性金属盐为氯化钼、氯化铁、氯化铜、氯化钴和氯化锌中的任意四种或五种，所述步骤s2中，强碱为氢氧化钠或氢氧化钾，所述步骤s3中，硫源为硫代乙酰胺、硫脲或l-半胱氨酸中的任意一种。
9、优选地，所述步骤s1中，所述各金属盐水溶液的浓度为0.01～0.05mol/l；所述步骤s2中，所述强碱水溶液的浓度为1～3mol/l，溶液a和强碱水溶液的体积比为1：0.5～1：1。
10、优选地，所述步骤s2中，反应时在室温下搅拌后静置沉降，搅拌时间为2～12h，静置时间为0.5～6h；所述洗涤方法为，以去离子水洗涤5～20次；所述干燥条件为，干燥温度60～80℃，干燥时长12～24h。
11、优选地，所述步骤s3中，焙烧温度为650～1100℃，升温速率为2～15℃/min，焙烧时间为3～10h。
12、优选地，所述步骤s4中，固体物质c和硫源的质量比为1:3～1:5；水热温度为140～180℃，水热时间为12～24h；所述洗涤方法为，以去离子水洗涤3～15次；所述干燥条件为，干燥温度为60～80℃，干燥时间为12～24h。
13、第三方面，本专利技术还提供一种第一方面所述的快速活化过硫酸盐用催化剂催化降解有机污染物的应用方法，具体包括如下步骤：将所述催化剂加入至待降解的有机污染物废水中，搅拌后加入过硫酸盐开始降解；所述多元过渡金属硫化物催化剂的用量为0.04～0.4g/l，过硫酸盐添加量为0.1～0.5g/l。
14、优选地，所述反应温度为5～45℃，反应时间为1～30min。
15、优选地，所述过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸氢钾、过硫酸钠、过硫酸氢钠中的任意一种或两种以上混合物。
16、本专利技术取得的有益效果：本专利技术提供的催化剂材料多元过渡金属硫化物，基于多元素的协同效应，有利于暴露催化剂的活性位点，提升催化剂的电子转移效率；所述多元过渡金属硫化物在活化过硫酸盐降解水溶中有机污染物时，提高了对有机物的降解效率，在水环境修复领域中具备良好的应用前景。
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1.一种快速活化过硫酸盐用催化剂，其特征在于，所述催化剂为四元或五元过渡金属硫化物，所述过渡金属元素种类为铁、钴、铜、锌和钼。
2.一种权利要求1所述的快速活化过硫酸盐用催化剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的快速活化过硫酸盐用催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述过渡金属元素的可溶性金属盐为氯化钼、氯化铁、氯化铜、氯化钴和氯化锌中的任意四种或五种；所述步骤S2中，所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾；所述步骤S3中，所述硫源为硫代乙酰胺、硫脲和L-半胱氨酸中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的快速活化过硫酸盐用催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述各金属盐水溶液的浓度为0.01～0.05mol/L；所述步骤S2中，所述强碱水溶液的浓度为1～3mol/L，溶液A和强碱水溶液的体积比为1：0.5～1：1。
5.根据权利要求2所述的快速活化过硫酸盐用催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，反应时在室温下搅拌后静置沉降，搅拌时间为2～12h，静置时间为0.5～6h；所述洗涤方法为，
6.根据权利要求2所述的快速活化过硫酸盐用催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，焙烧温度为650～1100℃，升温速率为2～15℃/min，焙烧时间为3～10h。
7.根据权利要求2所述的快速活化过硫酸盐用催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，固体物质C和硫源的质量比为1:3～1:5；水热温度为140～180℃，水热时间为12～24h；所述洗涤方法为，以去离子水洗涤3～15次；所述干燥条件为，干燥温度为60～80℃，干燥时间为12～24h。
8.一种权利要求1所述的快速活化过硫酸盐用催化剂催化降解有机污染物的应用方法，其特征在于，具体包括如下步骤：将所述催化剂加入至待降解的有机污染物废水中，搅拌后加入过硫酸盐开始降解；所述多元过渡金属硫化物催化剂的用量为0.04～0.4g/L，过硫酸盐添加量为0.1～0.5g/L。
9.根据权利要求8所述的快速活化过硫酸盐用催化剂催化降解有机污染物的应用方法，其特征在于，所述反应温度为5～45℃，反应时间为1～30min。
10.根据权利要求8所述的快速活化过硫酸盐用催化剂催化降解有机污染物的应用方法，其特征在于，所述过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸氢钾、过硫酸钠、过硫酸氢钠中的任意一种或两种以上混合物。
...【技术特征摘要】
1.一种快速活化过硫酸盐用催化剂，其特征在于，所述催化剂为四元或五元过渡金属硫化物，所述过渡金属元素种类为铁、钴、铜、锌和钼。
2.一种权利要求1所述的快速活化过硫酸盐用催化剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的快速活化过硫酸盐用催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述过渡金属元素的可溶性金属盐为氯化钼、氯化铁、氯化铜、氯化钴和氯化锌中的任意四种或五种；所述步骤s2中，所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾；所述步骤s3中，所述硫源为硫代乙酰胺、硫脲和l-半胱氨酸中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的快速活化过硫酸盐用催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述各金属盐水溶液的浓度为0.01～0.05mol/l；所述步骤s2中，所述强碱水溶液的浓度为1～3mol/l，溶液a和强碱水溶液的体积比为1：0.5～1：1。
5.根据权利要求2所述的快速活化过硫酸盐用催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，反应时在室温下搅拌后静置沉降，搅拌时间为2～12h，静置时间为0.5～6h；所述洗涤方法为，以去离子水洗涤5～20次；所述干燥条件为，干燥温度60～80℃，干燥时长12～24h。
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜会泽，王辛欣，杨金戈，王爱红，杨帆，李忠，李良宇，
申请(专利权)人：中国人民解放军六一六九九部队，
类型：发明
国别省市：
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