[发明专利]Fe3O4/CeO2纳米复合材料、制备方法及其应用

说明书

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种Fe₃O₄/CeO₂纳米复合材料、制备方法及其应用的专利申请。该复合材料通过共沉淀法制备而成，复合材料中纳米Fe₃O₄颗粒包裹在CeO₂的表面。Fe₃O₄/CeO₂纳米复合材料可以作为过氧化物模拟酶在对硝基苯酚废水处理中应用。本申请提供了一种新的Fe₃O₄/CeO₂纳米复合材料的制备方法，所提供的新的制备方法，可操作性强，能够较好满足规模化生产和实际应用。以新方法所制备的Fe₃O₄/CeO₂纳米复合材料为基础，发明人进行了新的应用研究，其应用于对硝基苯酚废水处理时，表现出了较好的应用效果，对硝基苯酚降解率可较好保持在90%以上，具有较好地应用前景。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种Fe₃O₄/CeO₂纳米复合材料、制备方法及其应用的专利申请。

背景技术

作为重要的有机产品，酚类化合物及其衍生物是重要的化工原料和中间体，同时也是很多工业生产的副产物，是一种重要的有机污染物。石油、煤化、染料、医药、农药、油漆、香料、塑料、皮革、合成纤维、消毒剂和油脂化等工厂，都会产生各种含酚废水。因此，含酚废水是一种来源广泛的工业废水。

含酚废水一直是国内污水处理的一个难题。虽然针对含酚废水的处理已经有包括吸附法、萃取法、蒸汽法、混凝沉淀法等在内的物化法以及包括焚烧法、化学沉淀法、化学氧化法等在内的化学法，但考虑综合处理效率和经济成本，国内普遍采用生物法，主要有生物膜法、活性污泥法、接触氧化法、酶制剂处理法和固定化细胞技术等，其中活性污泥法采用最广。

对硝基苯酚是用量较多的酚类化合物之一，广泛用于有机合成染料、医药及农药的中间体，也可用来作分析试剂或酸碱指示剂，在皮革行业，作为皮革防腐剂来使用。因此，对硝基苯酚的产量和排放量都很大，而对硝基苯酚的毒性强于间位体和邻位体，也强于多数酚类化合物，能对动物的神经和呼吸系统造成严重损害。因而对含有对硝基苯酚的有机废水进行深入研究、研究其处理方法具有十分重要的意义。

酶是一种高效的生物催化剂，几乎参与生物体内所有的反应；具有高效性、专一性、多样性和温和性的典型特点。天然酶在医药、化工、食品加工、环境保护和农业中都有重大的实际应用。但天然酶也具有易变性失活、价格昂贵、提纯困难、储存和使用成本高等缺点，这都限制了它们的广泛应用。因此，模拟天然酶对底物的分子识别和高效催化的模拟酶的研究具有十分重要的意义。

自2007年阎锡蕴研究小组首次发现金属氧化物四氧化三铁纳米颗粒具有过氧化物酶的催化活性以来，纳米材料模拟酶的研究，尤其是在生物医药、环境、催化、分析等领域的应用研究，立刻引起了广大科研工作者的浓厚兴趣。但相比于天然的辣根过氧化物酶，四氧化三铁过氧化物模拟酶的活性还有待于进一步提高。增强四氧化三铁过氧化物模拟酶的活性，使其在实践中得到的广泛应用，具有良好的应用前景，尤其在含酚废水处理方面具有较好地应用价值。

发明内容

本发明目的主要是提供一种Fe₃O₄/CeO₂纳米复合材料及其制备方法，所提供的Fe₃O₄/CeO₂纳米复合材料具有模拟酶特性，在含有对硝基苯酚废水处理中具有较好地应用价值。

下面对本发明的技术方案详细介绍如下。