【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理，具体涉及一种贻贝启发具有类芬顿催化和过硫酸盐活化双重能力降解有机污染物催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、非均相深度氧化法（aops）在处理复杂水基质中难降解有机污染物方面得到了广泛的探索。在多相aops中，基于fe3o4的催化剂是最受欢迎的多相催化剂之一，在激活不同的氧化剂，如过硫酸盐（pms）和h2o2，产生强活性自由基，将有机污染物快速分解成水和二氧化碳方面显示出很大的前景。然而，由于fe3o4基催化剂对过硫酸盐（pms）和过氧化氢的活化机制不同，大多数报道的fe3o4基催化剂都是专门为一种特定的氧化剂设计的。因此，对同时活化过氧化氢和过氧化氢的催化效率并不理想。同时，大多数fe3o4基催化剂由于表面能高，在实际应用中容易形成大团聚体，稳定性有限，可回收性较差。
2、在海洋潮汐环境中，贻贝提供了一种多功能的粘附策略，通过贻贝足蛋白(mfps)的快速凝固过程，贻贝可以在贻贝基底和基质之间形成一层强大的粘附层。凝固过程中，mfps中的氨基酸3,4-二羟基苯基-l-丙氨酸(dopa)通过michael加成或schiff反应与儿茶酚基发生反应，实现了mfps的快速交联。通过模拟mfps固化过程，聚多巴胺(pda)在其结构中具有丰富的氨基和儿茶酚基团，通过多种相互作用，如氢键、静电相互作用和配位键，可以通过紧密锚定fe3o4纳米颗粒，被认为是一种很有前途的材料。此外，pda基质中含有丰富的氮和碳，可以进一步碳化以获得具有增强电子转移性能的高多孔支撑材料。因此，将fe3o4纳米颗粒加载到碳化pd
技术实现思路
1、本专利技术致力于克服目前fe3o4基非均相催化剂使用的氧化剂种类单一和受复杂水环境影响的问题。制备一种具有类芬顿催化和过硫酸盐活化双重能力降解有机污染物催化剂。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种贻贝启发具有类芬顿催化和过硫酸盐活化双重能力降解有机污染物催化剂，通过将sio2@fe3o4核壳纳米颗粒固定在密集氮掺杂的碳化聚多巴胺（pda）基质中。
4、进一步，其制备过程包括以下步骤：
5、s1：超细fe3o4纳米颗粒的合成；
6、s2：fe3o4@pda/sio2（mic）纳米颗粒的合成；
7、s3：通过高温对mic进行碳化得到具有类芬顿催化和过硫酸盐活化双重能力降解有机污染物催化剂c-mic；
8、作为本专利技术进一步的方案，步骤s1中超细fe3o4纳米颗粒的具体制备步骤包括：
9、在带有磁力搅拌子的三口烧瓶中分别加入nahco3溶液和fecl3-6h2o溶液，反应在室温下搅拌小时。然后在反应液中加入一定量的维生素c并搅拌小时。将得到的溶液转移到水热釜中，在一定温下加热一定时间。用磁铁收集合成的磁性纳米粒子一定分钟，然后分别用去离子水和乙醇洗涤以去除杂质，得到超细fe3o4纳米颗粒。其中nahco3，fecl3-6h2o和维生素c的质量比为（20 ~ 150）：（20 ~ 100）：（2 ~ 10）。
10、作为本专利技术进一步的方案，nahco3溶液的体积为5 ~ 50 ml，浓度为0.1 ~ 1 mol/l。
11、作为本专利技术进一步的方案，fecl3-6h2o溶液的体积为5 ~ 50 ml，浓度为0.1 ~ 1mol/l。
12、作为本专利技术进一步的方案，室温下搅拌时间为0.5 ~ 6小时。
13、作为本专利技术进一步的方案，水热温度为80 ~ 240 ℃，加热时间为0.5 ~ 2小时。
14、作为本专利技术进一步的方案，维生素c的用量为20 ~ 200 mg，搅拌时间为0.5 ~ 2小时。
15、作为本专利技术进一步的方案，磁铁收集磁性纳米粒子时间为10 ~ 60分钟。
16、作为本专利技术进一步的方案，去离子水和乙醇洗涤为1 ~ 9次。
17、作为本专利技术进一步的方案，步骤s2中fe3o4@pda/sio2（mic）纳米颗粒的具体制备步骤包括：
18、在带有磁力搅拌子的三口烧瓶中分别加入去离子水、乙醇和浓氨水，搅拌一定时间后，加入硅酸四乙酯（teos）和s1制得的fe3o4，并保持搅拌一定时间。然后再添加盐酸多巴胺（da），并在25 ℃的条件下继续反应一定时间。再用磁铁分离具有磁性的黑色产物，收集得到的产物分散于ph为8.5的tris-hcl缓冲溶液中，接着转移到水热釜中，于一定温度下水热一定时间，冷却后经过乙醇/水混合溶液的多次清洗，用磁铁收集，再用冷冻干燥机将样品进行干燥，得到fe3o4@pda/sio2（mic）纳米颗粒。其中去离子水、乙醇、浓氨水、teos、fe3o4和多巴胺的质量比为（500 ~ 800）：（500 ~ 800）：（1 ~ 50）：（1 ~ 50）：（5 ~ 10）：（1 ~20）。
19、作为本专利技术进一步的方案，去离子水加入量为5 ~ 80 ml。
20、作为本专利技术进一步的方案，乙醇加入量为5 ~ 80 ml。
21、作为本专利技术进一步的方案，浓氨水加入量为0.1 ~ 5 ml。
22、作为本专利技术进一步的方案，加入去离子水、乙醇和浓氨水后搅拌时间为10 ~ 60分钟。
23、作为本专利技术进一步的方案，teos加入量为0.1 ~ 5 ml。
24、作为本专利技术进一步的方案，s1制得的fe3o4加入量为0.5 ~ 1 g。
25、作为本专利技术进一步的方案，da的加入量为0.1 ~ 2 g。
26、作为本专利技术进一步的方案，在25 ℃的条件下继续反应时间为16 ~ 30小时。
27、作为本专利技术进一步的方案，水热温度为80 ~ 240 ℃，水热时间为12 ~72 小时。
28、作为本专利技术进一步的方案，步骤s3中高温对mic进行碳化得到具有类芬顿催化和过硫酸盐活化双重能力降解有机污染物催化剂c-mic的具体制备步骤包括：
29、将s2制备的mic置于瓷舟中，加至管式炉中，以一定流速通入惰性气体，并以一定的升温速率从室温加热至一定温度，保温一定时间，对其煅烧。煅烧结束后，以一定的降温速率对其降温至室温，便得到碳化的mic，即c-mic。
30、将s2制备的mic置于瓷舟中，加至管式炉中，以一定流速通入氮气或者氩气，并以一定的升温速率（1 ℃/min ~ 10 ℃/min）从室温加热至400 ℃，且保温1 ~ 10小时，对其进行煅烧。煅烧结束后，以一定的降温速率（1 ℃/min ~ 10 ℃/min）对其降温至室温，便得到碳化的mic，即c-mic。
31、作为本专利技术进一步的方案，惰性气体为氮气或者氩气，流速为60 ~ 200 sccm。
32、作为本专利技术进一步的方案，升温速率为1 ℃/本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种贻贝启发具有类芬顿催化和过硫酸盐活化双重能力降解有机污染物催化剂的制备方法，其特征在于：其步骤包括：
2.根据权利1所述的贻贝启发具有类芬顿催化和过硫酸盐活化双重能力降解有机污染物催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中超细Fe3O4纳米颗粒的具体制备步骤包括：在带有磁力搅拌子的三口烧瓶中分别加入5 ~ 50 mL一定浓度的NaHCO3溶液（0.1 ~ 1 mol/L）和5 ~ 50 mL一定浓度的FeCl3-6H2O溶液（0.1 ~ 1 mol/L），反应在室温下搅拌0.5 ~ 6小时；然后在反应液中加入一定量的维生素C（20 ~ 200 mg）并搅拌0.5 ~ 2小时；将得到的溶液转移到水热釜中，在80 ~ 240 ℃下加热1 ~ 10小时；用磁铁收集合成的磁性纳米粒子10~ 60分钟，然后分别用去离子水和乙醇洗涤1 ~ 9次以去除杂质，得到超细Fe3O4纳米颗粒；其中NaHCO3，FeCl3-6H2O和维生素C的质量比为（20 ~ 150）：（20 ~ 100）：（2 ~ 10）。
3. 根据权利1所述的贻贝启发具有类芬顿催化和过硫酸盐活化双
4. 根据权利1所述的贻贝启发具有类芬顿催化和过硫酸盐活化双重能力降解有机污染物催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S3中高温对MIC进行碳化得到具有类芬顿催化和过硫酸盐活化双重能力降解有机污染物催化剂C-MIC的具体制备步骤包括：将S2制备的MIC置于瓷舟中，加至管式炉中，以一定流速（60 ~ 200 sccm）通入惰性气体，并以一定的升温速率（1 ℃/min ~ 10 ℃/min）从室温加热至400 ℃ ~ 600 ℃，且保温1 ~ 10小时，对其进行煅烧；煅烧结束后，以一定的降温速率（1 ℃/min ~ 10 ℃/min）对其降温至室温，便得到碳化的MIC，即C-MIC。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法制得的贻贝启发具有类芬顿催化和过硫酸盐活化双重能力降解有机污染物催化剂。
6.根据权利要求5所述的具有类芬顿催化和过硫酸盐活化双重能力降解有机污染物催化剂其在降解各类有机污染物的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种贻贝启发具有类芬顿催化和过硫酸盐活化双重能力降解有机污染物催化剂的制备方法，其特征在于：其步骤包括：
2.根据权利1所述的贻贝启发具有类芬顿催化和过硫酸盐活化双重能力降解有机污染物催化剂的制备方法，其特征在于，步骤s1中超细fe3o4纳米颗粒的具体制备步骤包括：在带有磁力搅拌子的三口烧瓶中分别加入5 ~ 50 ml一定浓度的nahco3溶液（0.1 ~ 1 mol/l）和5 ~ 50 ml一定浓度的fecl3-6h2o溶液（0.1 ~ 1 mol/l），反应在室温下搅拌0.5 ~ 6小时；然后在反应液中加入一定量的维生素c（20 ~ 200 mg）并搅拌0.5 ~ 2小时；将得到的溶液转移到水热釜中，在80 ~ 240 ℃下加热1 ~ 10小时；用磁铁收集合成的磁性纳米粒子10~ 60分钟，然后分别用去离子水和乙醇洗涤1 ~ 9次以去除杂质，得到超细fe3o4纳米颗粒；其中nahco3，fecl3-6h2o和维生素c的质量比为（20 ~ 150）：（20 ~ 100）：（2 ~ 10）。
3. 根据权利1所述的贻贝启发具有类芬顿催化和过硫酸盐活化双重能力降解有机污染物催化剂的制备方法，其特征在于，步骤s2合成fe3o4@pda/sio2（mic）纳米颗粒制备步骤包括：在带有磁力搅拌子的三口烧瓶中分别加入5 ~ 80 ml去离子水、5 ~ 80 ml乙醇和0.1~ 5 ml浓氨水，搅拌10 ~ 60分钟后，加入0.1 ~ 5 ml的硅酸四乙酯（teos）和s1制得的0.5~ 1 g的fe3o4，并保持搅拌10 ~ 60分钟；然后再添加0.1 ~ 2 ...
【专利技术属性】
技术研发人员：阎斌，何昌远，顾迎春，陈胜，杨琴，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
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