【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理，尤其涉及一种利用局域热效应强化类芬顿反应去除水中污染物的方法
技术介绍
1、非均相芬顿由于其环境友好性和良好的污染物去除效果在各个领域都得到广泛的应用，但常用的氧化剂比如过氧化氢由于过氧键的对称结构导致其相对难活化，所以寻找一种可以促进过氧化氢活化的方法是非常有必要的。高反应温度已被证明有助于克服反应活化障碍，利用材料的光热转换效应可以较好地启动和控制化学反应，在光热治疗、光催化、微污染物降解、co2还原等方面都有很多有趣的应用。在传统的光热转换中，光在催化剂表面被吸收并转化为热量，这种表面热同时扩散到溶液中，导致催化剂表面的热量大部分被耗散在体相溶液中，而不是形成局部高温，且水的比热容较大，整体溶液的温度上升是有限的，导致化学反应的性能不尽人意，所以能够构建局部的高温环境促进类芬顿反应是具有重要意义的。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种利用局域热效应促进类芬顿反应去除水中有机污染物的方法。
2、本专利技术为解决技术问题，采用如下技术方案：
3、一种利用局域热效应促进类芬顿反应去除水中污染物的方法，包括：在污染水体中加入适量钌掺杂二氧化钛纳米带催化剂和过氧化氢，充分混合后进行可见光照射，金属钌发生等离激元共振现象，形成局域热环境，促进过氧化氢活化产生自由基氧化去除水中的污染物。
4、优选的，所述钌掺杂二氧化钛纳米带在污染水体中的投加量为0.1～0.3g/l。
5、优选的，所述过氧化氢在污染
6、优选的，所述污染水体中的污染物浓度为5～20mg/l。
7、本专利技术所述钌掺杂二氧化钛纳米带的制备方法为：先利用碱水热法制备出表面羟基化的二氧化钛纳米带，再将其分散于三氯化钌的乙醇溶液中，利用表面羟基的锚定作用将钌负载在二氧化钛纳米带上，从而获得目标材料。具体包括：将商业锐钛矿二氧化钛纳米颗粒分散在koh溶液中，进行水热反应，得到表面羟基化的二氧化钛纳米带；将表面羟基化的二氧化钛纳米带分散在三氯化钌的乙醇溶液中，于室温下振荡；所得产物在抗坏血酸溶液中浸渍，得到作为类芬顿催化剂的钌掺杂二氧化钛纳米带。
8、优选的，在上述钌掺杂二氧化钛纳米带的制备方法中：三氯化钌与表面羟基化的二氧化钛纳米带的摩尔比为1:10～20。
9、优选的，在上述钌掺杂二氧化钛纳米带的制备方法中：所述振荡的速度为180～230r/min、时间为12～18h。
10、优选的，在上述钌掺杂二氧化钛纳米带的制备方法中：所述抗坏血酸溶液的浓度为0.8～1.2m，浸渍时间为0.5～1h。浸渍后进行清洗、干燥，得到目标产物，干燥温度为50～70℃。
11、本专利技术的有益效果体现在：
12、1、本专利技术使用商业锐钛矿二氧化钛纳米颗粒作为原料，首先利用碱水热法制备出表面羟基化的二氧化钛纳米带，再将其分散于氯化钌乙醇溶液中，利用表面羟基的锚定作用将钌负载在二氧化钛纳米带上，最终得到了目标材料金属钌掺杂二氧化钛纳米带(tnb-ru)。碱处理和水热反应后得到的二氧化钛纳米带表面附着大量羟基且具有更大的比表面积，可以更好地负载金属钌。
13、2、本专利技术提供的方法制得的tnb-ru具有优良的性能，在可见光辐射下，其降解罗丹明b的速率相较于掺钌前有数量级的提升。紫外可见漫反射光谱(drs)、红外热成像以及有限时域差分模拟(fdtd)证明了优异的降解性能主要归因于二氧化钛纳米带上分散的钌在可见光照射下产生局域等离激元共振效应(lspr)形成局域高温环境，加快了类芬顿反应，具体的：在可见光照射下当入射光频率与金属钌中的自由电子振荡频率一致时，金属钌就会产生等离激元共振现象，吸收的光子能量会诱导金属中电子从基态转移到高能态，形成热载流子，通过电子-光子、电子-电子或电子-声子的耦合进行非辐射衰减，产生局部热效应，促进过氧化氢在活性位点的活化形成自由基降解污染物。本专利技术制备的tnb-ru结构稳定，可以长时间维持较好的污染物去除效果。
14、3、本专利技术tnb-ru的制备方法所需原料成本较低且制备方法简单，具有实际应用的潜力，为更高效光催化剂的制备提供了思路。
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1.一种类芬顿催化剂，其特征在于，所述类芬顿催化剂为钌掺杂二氧化钛纳米带。
2.一种权利要求1所述的类芬顿催化剂的制备方法，其特征在于：先利用碱水热法制备出表面羟基化的二氧化钛纳米带，再将其分散于三氯化钌的乙醇溶液中，利用表面羟基的锚定作用将钌负载在二氧化钛纳米带上，从而获得钌掺杂二氧化钛纳米带。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：三氯化钌与表面羟基化的二氧化钛纳米带的摩尔比为1:10～20。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述振荡的速度为180～230r/min、时间为12～18h。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述抗坏血酸溶液的浓度为0.8～1.2M，浸渍时间为0.5～1h。
7.一种利用局域热效应促进类芬顿反应去除水中污染物的方法，其特征在于：在污染水体中加入适量权利要求1所述的钌掺杂二氧化钛纳米带催化剂和过氧化氢，充分混合后进行可见光照射，金属钌发生等离激元共振现象，形成局域热环境，促进过氧
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述钌掺杂二氧化钛纳米带在污染水体中的投加量为0.1～0.3g/L。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述过氧化氢在污染水体中的投加浓度为2～10mM。
...【技术特征摘要】
1.一种类芬顿催化剂，其特征在于，所述类芬顿催化剂为钌掺杂二氧化钛纳米带。
2.一种权利要求1所述的类芬顿催化剂的制备方法，其特征在于：先利用碱水热法制备出表面羟基化的二氧化钛纳米带，再将其分散于三氯化钌的乙醇溶液中，利用表面羟基的锚定作用将钌负载在二氧化钛纳米带上，从而获得钌掺杂二氧化钛纳米带。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：三氯化钌与表面羟基化的二氧化钛纳米带的摩尔比为1:10～20。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述振荡的速度为180～230r/min、时间为12～18h。...
【专利技术属性】
技术研发人员：穆杨，郑健康，侯南南，李文强，王珺，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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