[发明专利]一种富勒醇/水铁矿光催化材料

说明书

本发明公开了一种富勒醇/水铁矿光催化材料。其制备方法包括以下步骤：1)将三价铁化合物溶液和氢氧化钠溶液同时缓慢加入富勒醇溶液中，并维持pH为6.5～7.5，搅拌0.5～2 h后，分离出沉淀物，洗涤干净；2）将沉淀物干燥后研磨成粉末状，即得富勒醇/水铁矿光催化材料。本发明的富勒醇/水铁矿光催化材料，其催化降解有机物的效果要远远高于纯水铁矿。本发明方法制备得到的富勒醇/水铁矿光催化材料中水铁矿与富勒醇结合更牢固，有利于回收利用，重复使用次数高，可降低废水处理成本，是一个环保、经济的工艺技术；且本发明制备方法简单、可操作性好。

技术领域

本发明具体涉及一种富勒醇/水铁矿光催化材料。

背景技术

随着现代工业的飞速发展，工业生产过程中使用的大量有机试剂以及反应后的副产物排放导致了日常生活中各种各样的污染。其中，印染工业中排放的染料给环境造成了巨大污染。因为印染行业的有机染料具有生物毒性大、抗氧化性强、组分复杂、生物降解难等特点，不仅给工业废水的处理带来了很大的麻烦，而且也给我们日常生活带来了严重污染，严重地危害到了人类的身体健康。因而如何有效地降解有机废水已经成为全球研究学者共同面临的重大问题。

目前工业上染料废水的处理工艺通常是采用物理化学法和生物法相结合。选择合适的处理方法需要考虑工艺（处理效率、装置简单等）和经济上（投资和运营成本等）的可行性。常用的染料废水处理方法存在以下缺点：（1）费用高，例如吸附脱色法中活性炭再生费用昂贵；（2）生物处理成本较低，但微生物对营养物质、pH等条件有一定要求，难以适应染料废水水质波动大，染料种类多，毒性高等特点；（3）污染物从水相中转移到其他相造成污染，例如物理吸附法。因此，越来越多的研究致力于发明一种高效、环境友好型的染料处理方法，其中，高级氧化技术（AOP）能有效的处理水和固体中的有机污染物，是一种很有应用前景的处理方法。主要的AOP技术有O₃/H₂O₂、O₃/UV、UV/H₂O₂、Fenton和光助Fenton等反应类型。其中光助Fenton法因具有反应速度快、能有效地降解有毒且难生化降解的有机污染物以及操作简单等优点而越来越受到人们的关注。

水铁矿是自然环境中一种常见的土壤矿物，其具有颗粒尺寸小（通常在2～100 nm左右），比表面积大，并且表面拥有大量的羟基官能团等特点，是一种天然的吸附剂，同时还是一种天然的Fenton催化剂。然而当水铁矿作为光Fenton催化剂时，其在可见光下的催化效果远远不及紫外光辐射下的催化效果。由于太阳光中只有3%-5%的紫外光能到达地球表面，因此对水铁矿进行改性来促进其在可见光辐射下的催化很有必要。

碳纳米材料如富勒烯及其衍生物富勒醇由于其特殊的纳米效应而表现出优异的力学、光学、电学、催化等性能，在电子、医学、制药、环保、能源等众多领域得到了广泛的应用。但是利用富勒烯/富勒醇在异相Fenton催化材料中还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种富勒醇/水铁矿光催化材料，该材料的制备方法操作简单，成本低廉，对设备的要求低。本方法合成的富勒醇/水铁矿光催化材料可作为光催化材料，适用于各种废水的深度处理，环保无二次污染。

本发明所采取的技术方案是：

一种富勒醇/水铁矿光催化材料，其制备方法包括以下步骤：

1)将三价铁化合物溶液和氢氧化钠溶液同时缓慢加入富勒醇溶液中，并维持pH为6.5～7.5，搅拌0.5～2 h后，分离出沉淀物，洗涤干净；

2)将沉淀物干燥后研磨成粉末状，即得富勒醇/水铁矿光催化材料。

优选的，步骤1）中三价铁化合物选自氯化铁、硝酸铁或硝酸铁水合物。

优选的，步骤1）中三价铁化合物、氢氧化钠和富勒醇溶液使用超纯水或者纯水溶解配制。