[发明专利]一种镁基高效类Fenton催化剂及其制备方法

说明书

发明人提供了一种镁基高效类Fenton催化剂及其制备方法,所述镁基高效类Fenton催化剂包括氢氧化镁载体和负载于载体上的Fe₂O₃,其制备方法包括第一悬浊液制备、煅烧、第二悬浊液制备、第三悬浊液制备、分离干燥步骤。由于氢氧化镁对染料分子有较强的吸附能力，吸附以后Fe₂O₃活性中心能快速的通过氧化H₂O₂发生链式反应生成·OH自由基并氧化分解染料分子，使得该催化过程维持吸附‑氧化降解的流程快速进行，尤其在中性或碱性条件下仍然能保持较高的催化效率。

技术领域

本发明涉及无机功能材料技术领域，特别涉及一种镁基高效类Fenton催化剂及其制备方法。

背景技术

印染工业作为我国传统的支柱产业起到了非常重要的经济作用，但同时印染过程中会排放大量染料废水。有机染料是染料废水中的主要污染物，含有多种发色基团，如偶氮基(-N＝N-)、醌基等，某些也含有极性助色基团，如羟基、氨基、卤代基等，其组成复杂、色度大、难生物降解，造成严重的水体污染，对水生生物和人类的健康有着极大的危害。近年来，处理染料多数用反应简单、廉价的均相Fenton反应体系。Fenton氧化法是指利用Fe³⁺/Fe²⁺与H₂O₂发生链式反应生成·OH自由基并氧化分解水中的有机污染物，使其矿化生成H₂O、CO₂及其它矿物盐等无机物的方法。但由于该体系的催化剂Fe³⁺/Fe²⁺溶于水回收较为困难，在此基础上开发出了固态的Fe₂O₃催化体系，保留了传统的Fenton反应的突出的降解速率、简单的操作等优点，而且具有催化剂便于回收再利用的优势，称为类Fenton氧化反应体系。

通常由于类Fenton催化反应的条件限制，大多数类Fenton催化剂仅酸性(pH3)条件下具备高效催化性能，中性或碱性环境下反应效率较低，而酸性废水对处理设备腐蚀较大。

发明内容

为了解决大多数类Fenton催化剂仅酸性(pH3)条件下具备催化性能，中性或碱性环境下反应效率较低，而酸性废水对处理设备腐蚀较大的问题，发明人提供了一种镁基高效类Fenton催化剂，所述镁基高效类Fenton催化剂包括氢氧化镁载体和负载于载体上的Fe₂O₃。

由于氢氧化镁对染料分子有较强的吸附能力，吸附以后Fe₂O₃活性中心能快速的通过氧化H₂O₂发生链式反应生成·OH自由基并氧化分解染料分子，使得该催化过程维持吸附-氧化降解的流程快速进行，尤其在中性或碱性条件下仍然能保持较高的催化效率。

进一步地，所负载于载体上Fe₂O₃的质量为所述氢氧化镁载体质量的1％-10％。

发明人还提供了一种如是所述的镁基高效类Fenton催化剂的制备方法，包括以下步骤：

第一悬浊液制备：在镁基矿物粉末中加入硝酸铁溶液，搅拌均匀，得到第一悬浊液；所述镁基矿物粉末的粒度为200-8000目；所述硝酸铁中的铁和镁基矿物粉末中镁的质量比为1:6-60；

煅烧：将第一悬浊液烘干后700℃煅烧6h以上，得到掺铁煅烧氧化镁；

第二悬浊液制备：将掺铁煅烧氧化镁加入水，搅拌均匀，得到第二悬浊液,加入水的质量为所述镁基矿物粉末质量的1-50倍；

第三悬浊液制备：将第二悬浊液密封于高压反应釜中，120-220℃反应6-48h，得到第三悬浊液；