【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂材料制备和环境废水处理领域，具体涉及一种(110)晶面优势生长的氧化铁负载氮化碳纳米片复合催化材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、现代工业社会中，环境污染和能源短缺是重要的问题。有机分子造成的水污染尤其令人不安。有机污染物包括有机酚类、多环芳烃等有害物质。一旦进入水中，很难被生物降解，长期积累会对人体造成严重危害。对有机物废水处理仍然是一个难题，开发有效的处理技术也是目前国内外学者们研究的热门话题。
2、高级氧化技术(advanced oxidation processes)，作为当前热点的氧化处理方法。其中包括了吸附、电化学氧化、光催化氧化、臭氧氧化和芬顿氧化等高级氧化方法，在有机物废水处理过程中发挥了重要作用。尤其是芬顿氧化法，作为环境污水治理的热点方法，利用反应过程中氧化剂分解产生的羟基自由基(·oh)、超氧自由基(o2·-)、单线态氧(1o2)和硫酸根自由基(so4·-)等高活性自由基对有机污染物的处理发挥了优异的催化性能。但是芬顿氧化体系中，需要ph值在3的条件下才能正常催化，限制了铁基芬顿催化剂的实际应用。
技术实现思路
1、针对上述不足，本专利技术提出一种(110)晶面优势生长的氧化铁负载氮化碳纳米片复合催化材料，该复合催化材料能克服ph的限制，提高铁基芬顿催化剂的活性。
2、第一方面，本专利技术提出一种(110)晶面优势生长的氧化铁负载氮化碳纳米片复合催化材料，所述复合催化材料是由纳米片状的氮化碳、fecl3·6h2o
3、第二方面，本专利技术提供了一种(110)晶面优势生长的氧化铁负载氮化碳纳米片复合催化材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
4、将三聚氰胺两次煅烧得到纳米片状的氮化碳。
5、将所述氮化碳、fecl3·6h2o和ch3coona加入到乙醇溶液中充分混合，将所述溶液转移至反应釜中进行溶剂热反应得到(110)晶面优势生长的氧化铁负载氮化碳纳米片复合催化材料。
6、进一步地，所述两次煅烧的参数如下：第一次煅烧的温度为540～560℃，所述第一次煅烧的时间为1～3h。第二次煅烧的温度为490～510℃，所述第二次煅烧的时间为1～3h。
7、进一步地，所述ch3coona的加入量为1.6g，所述fecl3·6h2o与氮化碳纳米片的质量比为1～9％。
8、进一步地，所述溶剂热反应的温度为170～195℃，所述溶剂热反应的时间为10～14h。
9、第三方面，本专利技术提供了上述的(110)晶面优势生长的氧化铁负载氮化碳纳米片复合催化材料降解有机废水的应用。
10、进一步地，复合催化材料在降解含抗生素废水中的应用，包括如下步骤：
11、调节含抗生素废水的ph至3～9，加入(110)晶面优势生长的氧化铁负载氮化碳纳米片复合催化材料，在无光的条件下，进行暗场吸附，使其达到吸附平衡。
12、加入h2o2，在氙灯的照射下发生光-芬顿反应。
13、进一步地，所述抗生素废水的浓度为10～40mg/l，所述复合催化材料的加入量以含抗生素废水为基准，所述复合催化材料的加入量为0.1-0.5g/l，h2o2的含量为0.1-0.7mm，所述暗场吸附的时间为30～60min，所述光-芬顿反应时间为30-120min，反应用光源为实验用氙灯，并用420nm滤波片进行过滤。
14、有益效果：
15、本专利技术方法合成步骤简单，制备的氧化铁和氮化碳均为纳米片，因此该复合催化材料的表面有较多的反应活性位点，有利于增加复合材料对可见光的吸收率，加快材料表面光生载流子的迁移速率，提高有机污染物降解效率。
16、本专利技术制备得到的(110)晶面优势生长的氧化铁负载氮化碳纳米片复合催化材料有着良好的稳定性和可重复利用性，该复合材料能在ph值为3～9的条件下工作，克服了铁基芬顿氧化体系ph值要求严苛的限制。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种(110)晶面优势生长的氧化铁负载氮化碳纳米片复合催化材料，其特征在于，所述复合催化材料是由纳米片状的氮化碳、FeCl3·6H2O和CH3COONa加入到乙醇溶液中充分混合后经溶剂热反应制备而成，所述氮化碳是由三聚氰胺经过两次煅烧制备而成。
2.一种如权利要求1所述的复合催化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的(110)晶面优势生长的氧化铁负载氮化碳纳米片复合催化材料的制备方法，其特征在于，所述两次煅烧的参数如下：第一次煅烧的温度为540～560℃，所述第一次煅烧的时间为1～3h；第二次煅烧的温度为490～510℃，所述第二次煅烧的时间为1～3h。
4.根据权利要求2所述的(110)晶面优势生长的氧化铁负载氮化碳纳米片复合催化材料的制备方法，其特征在于，所述FeCl3·6H2O对氮化碳纳米片的质量比为1％～9％。
5.根据权利要求2所述的(110)晶面优势生长的氧化铁负载氮化碳纳米片复合催化材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应的温度为170～195℃，所述溶剂热反应的时间为10～14h。
6.一种如权利要求1所述的复合催化材料或如权利要求2～5任意一项所述的制备方法制备的复合催化材料在降解有机废水中的应用。
7.根据权利要求6所述的(110)晶面优势生长的氧化铁负载氮化碳纳米片复合催化材料在降解有机废水中的应用，其特征在于，在降解含抗生素废水中的应用，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种(110)晶面优势生长的氧化铁负载氮化碳纳米片复合催化材料，其特征在于，所述复合催化材料是由纳米片状的氮化碳、fecl3·6h2o和ch3coona加入到乙醇溶液中充分混合后经溶剂热反应制备而成，所述氮化碳是由三聚氰胺经过两次煅烧制备而成。
2.一种如权利要求1所述的复合催化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的(110)晶面优势生长的氧化铁负载氮化碳纳米片复合催化材料的制备方法，其特征在于，所述两次煅烧的参数如下：第一次煅烧的温度为540～560℃，所述第一次煅烧的时间为1～3h；第二次煅烧的温度为490～510℃，所述第二次煅烧的时间为1～3h。
4.根据权利要求2所...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。