[发明专利]一种电芬顿填充材料的制备方法

说明书

本发明公开一种电芬顿填充材料的制备方法，依次包括如下步骤：将黄铁矿粉碎，过40～100目筛，然后加入到浓度为5～20mg/L的三氯化钌溶液中，黄铁矿粉碎∶三氯化钌的重量比为1∶0.03～0.5，超声振荡0.5～4h；在室温下，加入10mL～150mL浓度为100～200mg/L的NH₄HCO₃溶液，调节PH值为7至9，搅拌4～5h；沉淀、过滤，用蒸馏水、丙酮洗涤固体，最后在100～120℃下，干燥8～24h，再置于马弗炉中在300～500℃下煅烧2～4h，即制得一种电芬顿填充材料。利用二氧化钌的优异电极性能，并负载于黄铁矿表面，形成具有特殊性能的三维电极，既稳定又促进反应中Fe³⁺/Fe²⁺之间的循环，使有机物降解速度大大加快。

技术领域

本发明涉及环境污染控制领域，尤其涉及一种电芬顿填充材料的制备方法。

背景技术

随着科技的发展，来自工农业生产中产生的毒害有机污染物严重威胁着环境和人类的健康，寻求一种新型高效的环境治理技术具有重要的意义。水体中含有大量的有机污染物，它们以毒性和使水中溶解氧减少的形式对生态系统产生影响，危害人体健康。

随着我国国民经济的快速发展，高浓度的有机废水对我国宝贵的水资源造成了威胁。然而利用现有的生物处理方法，对可生化性差、相对分子质量从几千到几万的物质处理较困难，而高级氧化法可将其直接矿化或通过氧化提高污染物的可生化性，同时还在环境类激素等微量有害化学物质的处理方面具有很大的优势，能够使绝大部分有机物完全矿化或分解，具有很好的应用前景。

传统的芬顿反应速度慢，主要原因是反应过程中二价铁离子和三价铁离子之间循环速度限制了整个芬顿反应过程。

黄铁矿是地壳中分布最广的一种硫化物矿物，主要成分是二硫化亚铁(FeS₂)，纯黄铁矿中含有46.67％的铁和53.33％的硫，工业上称其为硫铁矿。经常呈立方体、五角十二面体等晶形或块状集合体，见于多种成因的矿石和岩石中；而煤层中的黄铁矿往往成结核状产出。黄铁矿是提取硫、制造硫酸的主要矿物原料

二氧化钌(RuO₂)是氯碱、氯酸盐等化学工业中不可或缺的阳极材料，有优越的电催化活性。随着钌资源的开发，以及二氧化钌由于其出色的电化学性能和催化能力受到大家的广泛关注。例如，它能在低于室温的条件下利用O₂将CO催化为CO₂；可以作为超级电容器材料；能高活性高选择性催化氧化有机醇，传化成高价值的醛、酮等精细化工产品。许多研究者发现，具有纳米尺度的水合二氧化钌具有更高活性与高的使用效率，所以制备负载型的水合纳米二氧化钌，使其在载体上高度分散、颗粒小而均匀、稳定性好，成为国内外研究的重要内容，也是钌资源开发利用的重要技术之一。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种电芬顿填充材料的制备方法。

本发明采用的技术方案是依次包括如下步骤：

1)将黄铁矿粉碎，过40～100目筛，然后加入到浓度为5～20mg/L的三氯化钌溶液中，黄铁矿粉碎∶三氯化钌的重量比为1∶0.03～0.5，超声振荡0.5～4h；

2)在室温下，加入10mL～150mL浓度为100～200mg/L的NH₄HCO₃溶液，调节PH值为7至9，搅拌4～5h；

3)沉淀、过滤，用蒸馏水、丙酮洗涤固体，最后在100～120℃下，干燥8～24h，再置于马弗炉中在300～500℃下煅烧2～4h，即制得一种电芬顿填充材料。

本发明的优点是：

(1)黄铁矿中的硫化铁一方面提供芬顿反应所需要的铁，在其表面进行芬顿反应，同时有助于促进参与反应的Fe³⁺/Fe²⁺之间的循环。