[发明专利]一种磁性纳米CuxO‑Fe2O3臭氧催化剂的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种磁性纳米Cu_xO-Fe₂O₃臭氧催化剂的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

（1）将Cu(NO₃)₂溶于水中，搅拌使其溶解，配成浓度为0.1~0.2 mol/L的Cu(NO₃)₂溶液，将分散剂配制成1 mol/L溶液，得到分散剂溶液，备用；

（２）将5.6 g~11.2 g铁粉加入到步骤（1）所得的Cu(NO₃)₂溶液中，然后加入0.1‰~1‰体积的步骤（1）所得的分散剂溶液，在120 ℃下机械搅拌1~2 h；控制铁、铜摩尔比为0.5:1~2:1；

（３）机械搅拌后所得的混合物在100~120 ℃下干燥2~4 h，得到固体；

（４）将干燥后的固体在450~550 ℃下煅烧1~2 h，得到Cu_xO-Fe₂O₃磁性纳米材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤（1）中所述分散剂为柠檬酸盐。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述制备方法得到的Cu_xO-Fe₂O₃臭氧催化剂为非均相催化剂Cu_xO-Fe₂O₃，中间为铁壳，外层依次分布Fe₂O₃、Cu、Cu₂O、CuO；Cu_xO-Fe₂O₃臭氧催化剂组成：铁主要以Fe、Fe₂O₃的形式存在，铜以Cu、Cu₂O、CuO形式存在。

4.一种如权利要求1所述制备方法得到的磁性纳米Cu_xO-Fe₂O₃臭氧催化剂在催化臭氧去除废水中污染物中的应用，其特征在于具体步骤如下：

（1）将废水加入到反应器中，调节废水的pH为3~11；

（２）向废水中加入Cu_xO-Fe₂O₃臭氧催化剂，以总质量含量计，Cu_xO-Fe₂O₃臭氧催化剂投加浓度为100~200 mg/L，向反应器中通入臭氧，进行催化氧化反应，30~120 min后反应结束，取样分析水质；

（３）Cu_xO-Fe₂O₃纳米材料的回收：反应结束后，采用外界磁场将Cu_xO-Fe₂O₃臭氧催化剂有效回收，便于Cu_xO-Fe₂O₃臭氧催化剂的重复利用，克服纳米催化剂难以分离回收的缺点。

5.根据权利要求４所述的应用，其特征在于步骤（２）中反应器中通入2~4 mg/min的臭氧。