【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废水处理，更具体地说，涉及一种芬顿催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、畜禽、水产养殖业中抗生素的滥用以及抗生素废水的有效处理的问题日益受到关注。其中，为了防治鱼病和提高产量，养殖业中经常使用各类抗生素，如恩诺沙星、氟苯尼考和磺胺甲恶唑等。这些药物在防治细菌性疾病、赤鳍病和肠炎病等方面发挥着重要作用。然而，抗生素的长期使用和不当处理会导致严重的环境污染和生态风险。环境中的抗生素会通过地表径流进入水体，在河流底泥中长期存在，抑制某些生物的生长，并诱导抗药菌和抗性基因的产生。
2、目前抗生素的常用去除方法主要有高级氧化处理、生物处理和生态处理。高级氧化常用于去除水体中的抗生素，通过调控各类催化条件能够达到较为高效的去除效果。芬顿氧化法是利用过氧化氢(h2o2)与二价铁离子混合产生强氧化性的羟基自由基，对废水中的污染物进行降解，具有效率高、操作简单等优点。fe在芬顿氧化中起到催化剂的作用，通过fe3+/fe2+循环催化过氧化氢生成羟基自由基。在传统均相芬顿降解有机废水过程中，需要在ph范围在2～4内才能达到最佳效果，ph适用的范围较窄，同时该过程中fe3+会发生沉淀，导致大量的铁泥产生。
3、以铁基固体催化剂代替均相芬顿反应中的fe2+的均相芬顿技术具有反应速度快、ph范围广、铁泥量低等优点受到广泛的关注。铁基金属有机骨架材料(mofs)，作为一种先进的催化材料，由有机配体和铁离子构成，形成了具有高比表面积和多活性位点的孔隙结构，不仅具备高度可控的结构，还表现出卓越的催化性能，是异相芬顿氧化工
技术实现思路
1、1.专利技术要解决的技术问题
2、针对现有技术中芬顿氧化过程中fe3+/fe2+循环效率低的不足，提供了一种芬顿催化剂，同时提供了其制备方法和应用。
3、2.技术方案
4、为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：
5、本专利技术的一种芬顿催化剂的制备方法，包括以下步骤：
6、将含有六水合三氯化铁、对苯二甲酸、核黄素(vb2)的溶液，进行水热反应，得到芬顿催化剂vb2@mil-101(fe)；
7、所述水热反应的温度为110～150℃，时间为20～24h；
8、所述六水合三氯化铁、对苯二甲酸、核黄素的摩尔比为2:1:(0.1～0.6)。
9、优选地，所述六水合三氯化铁、对苯二甲酸、核黄素的摩尔比为2:1:(0.2～0.3)。
10、进一步地，所述溶液的溶剂包括n,n-二甲基甲酰胺(dmf)。
11、优选地，所述溶液的溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。
12、进一步地，所述溶液中，六水合三氯化铁与溶剂的比例为5mmol:(30～50)ml。
13、进一步地，所述水热反应后还包括离心、洗涤、干燥、研磨。
14、进一步地，所述洗涤可以为采用dmf和乙醇洗涤。
15、例如，采用dmf和乙醇各洗涤三次。
16、进一步地，所述干燥的温度为50～90℃，时间为6～12h。
17、进一步地，所述研磨可以采用玛瑙研钵进行研磨。
18、进一步地，所述含有六水合三氯化铁、对苯二甲酸、核黄素的溶液可通过以下方式得到：
19、s1.将六水合三氯化铁、对苯二甲酸分别溶于dmf，得到氯化铁溶液和对苯二甲酸溶液；
20、s2.将氯化铁溶液和对苯二甲酸溶液，搅拌混合30～120min，得到混合溶液c；
21、s3.将核黄素溶于混合溶液c，搅拌混合30～120min，得到所述含有六水合三氯化铁、对苯二甲酸、核黄素的溶液。
22、按照所述方式制备得到所述含有六水合三氯化铁、对苯二甲酸、核黄素的溶液，反应物混合更加均匀，更有利于水热反应的进行，提高水热反应的均匀性。
23、进一步地，本专利技术还提供了一种上述制备方法制备得到的芬顿催化剂。
24、进一步地，所述芬顿催化剂包括mil-101(fe)，所述mil-101(fe)上负载有核黄素。
25、进一步地，所述芬顿催化剂的晶体结构为正八面体结构。
26、进一步地，所述芬顿催化剂的粒径为500～600nm。
27、本专利技术还提供了一种上述制备方法制备得到的芬顿催化剂或者上述芬顿催化剂在降解水体中氟苯尼考的方法。
28、进一步地，将所述芬顿催化剂加入到含有氟苯尼考的水体中，再加入过氧化氢，振荡反应。
29、进一步地，所述含有氟苯尼考的水体中氟苯尼考的浓度为1～50mg/l。
30、进一步地，所述芬顿催化剂的用量为0.2～0.5g/l。
31、进一步地，所述过氧化氢的用量为10～30mmol/l。
32、进一步地，所述振荡反应后，还可以将反应后水体通过滤膜过滤回收催化剂。
33、进一步地，所述滤膜可以为0.45μm孔径的水系过滤膜。
34、本专利技术还提供了一种异相芬顿反应系统，
35、包括芬顿反应池，
36、所述芬顿反应池内设置有分隔部件，
37、所述分隔部件将芬顿反应池分为芬顿反应区和出水沉淀区；
38、所述芬顿反应区设置有进水口和进药口；
39、所述芬顿反应区设置有依次连接的固定部件、升降部件、催化剂负载部件，
40、所述催化剂负载部件负载有上述制备方法制备得到的芬顿催化剂或者上述芬顿催化剂；
41、所述出水沉淀区设置有出泥口和出水口。
42、进一步地，芬顿反应池中芬顿反应区与出水沉淀区的容积比为4～2:1。
43、进一步地，所述催化剂负载部件与升降部件可转动连接；
44、所述催化剂负载部件连接有驱动部件。
45、进一步地，所述出水沉淀区设置有污泥收集部件，
46、所述污泥收集部件与分隔部件连接，所述污泥收集部件与出泥口连接。
47、进一步地，所述固定部件为固定杆，所述固定杆的两端与芬顿反应池固定连接。
48、进一步地，还包括溢流堰，所述分隔部件与溢流堰连接。
49、进一步地，所述溢流堰为圆角溢流堰，所述圆角溢流堰的堰口的角度为60°～80°。
50、进一步地，所述分隔部件为隔板，所述隔板与水平面的角度为45°～60°。
51、进一步地，还包括进水水箱和药剂投加本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种芬顿催化剂的制备方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的芬顿催化剂的制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求1或2任一项所述的芬顿催化剂的制备方法，其特征在于：
4.一种如权利要求1～3任一项所述的制备方法制备得到的芬顿催化剂，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的芬顿催化剂，其特征在于：
6.一种如权利要求1～3任一项所述的制备方法制备得到的芬顿催化剂或者如权利要求4～5任一项所述的芬顿催化剂在降解水体中氟苯尼考的方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的芬顿催化剂在降解水体中氟苯尼考的方法，其特征在于：
8.一种异相芬顿反应系统，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的异相芬顿反应系统，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的异相芬顿反应系统，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种芬顿催化剂的制备方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的芬顿催化剂的制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求1或2任一项所述的芬顿催化剂的制备方法，其特征在于：
4.一种如权利要求1～3任一项所述的制备方法制备得到的芬顿催化剂，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的芬顿催化剂，其特征在于：
6.一种如权利要求1～3任一项...
【专利技术属性】
技术研发人员：张澜，沈煜鹏，朱冬冬，肖静，杭小帅，
申请(专利权)人：生态环境部南京环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：
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