[发明专利]一种复合氧化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种复合氧化剂的制备方法及其应用，制备方法包括如下步骤：将氢氧化物固体溶解于水中，形成悬浊液，再加入稳定剂，搅拌后加入H₂O₂溶液反应10‑30min，加入共沉淀法制备的多金属水滑石Cu‑Zn‑Fe‑LDH的悬浊液搅拌直至均匀，再加入H₂O₂溶液反应10‑30min，反应后固液分离，将获得的固体干燥，得到过氧化物和Cu‑Zn‑Fe‑LDH的复合材料，作为复合氧化剂。本发明还提供了复合氧化剂的应用，该复合氧化剂可以作为类Fenton试剂，无需加入H₂O₂，与超声方法联合使用，能高效、快速降解多溴联苯醚。

技术领域

本发明属于有机物降解技术领域，尤其涉及一种复合氧化剂的制备方法及其应用。

背景技术

多溴联苯醚(PBDEs)曾作为溴系阻燃剂被广泛地应用于电子产品、纺织物以及家居建材中。由于其具有生物积累性、持久性，环境中非常稳定，难降解，并对人体健康产生危害，成为当前国际环境领域的研究热点。PBDEs作为一种持久性环境污染物，污染现状及生物毒性在进一步深入研究的同时，其降解研究也一直在不断完善和发展中。目前对PBDEs降解研究主要分为化学还原、光降解、催化降解和微生物降解。

在多溴联苯醚的处理方法中，还原降解是目前研究最多的方法。其中TiO₂光催化还原法是其中最高效的方法之一，该方法能够有效除去母体污染物BDE209，但是反应过程中生成的低溴中间产物却难以进一步还原脱溴。例如，在TiO₂/CH3CN体系中，九溴联苯醚和八溴联苯醚虽然也能被快速降解，然而被光照24小时后，积累了很多六溴联苯醚和五溴联苯醚，表明BDE209降解过程中产生的低溴中间产物更加难以降解还原。更令人担忧的是，低溴代的PBDEs同系物毒性更高，稳定性更强，因此PBDEs还原降解过程中积累的大量低溴代产物将给环境带来巨大的危害。因此，实现多溴联苯醚深度还原脱溴的方法成为当务之急。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺陷，提供一种复合氧化剂的制备方法及其应用，将固体过氧化物作为氧源和多金属含铁水滑石形成复合材料，即复合氧化剂，该复合氧化剂可以作为类Fenton试剂，无需加入H₂O₂，与超声方法联合使用，能高效、快速、深入的降解多溴联苯醚。

为了实现上述目的，在基础的实施方案中，本发明提供了一种复合氧化剂的制备方法，包括如下步骤：

将氢氧化物固体溶解于水中，形成悬浊液，再加入稳定剂，搅拌后加入H₂O₂溶液反应10-30min，加入共沉淀法制备的多金属水滑石Cu-Zn-Fe-LDH的悬浊液搅拌直至均匀，再加入H₂O₂溶液反应10-30min，反应后固液分离，将获得的固体干燥，得到过氧化物和Cu-Zn-Fe-LDH的复合材料，作为复合氧化剂。

根据本发明的方法，在一种优选的实施方式中，所述氢氧化物固体选自氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙中的一种或多种。相应地，复合材料中的过氧化物为过氧化钠、过氧化钾和过氧化钙中的一种或多种。

根据本发明的方法，在一种优选的实施方式中，所述多金属水滑石Cu-Zn-Fe-LDH中，Zn、Fe及Cu的摩尔比例分别控制为1-10:1-10:1-10。该比例条件下水滑石具有最佳的催化性能。

根据本发明的方法，在一种优选的实施方式中，所述共沉淀法制备多金属水滑石Cu-Zn-Fe-LDH，包括如下步骤：分别将含Cu²⁺的盐、含Zn²⁺的盐以及含Fe²⁺的盐溶于水中，剧烈搅拌，控制溶液的pH＝6-7后，在40-50℃水浴下搅拌1-8h，最后陈化1-8h，去除上清液，下层的沉淀离心后再进行洗涤，得到Cu-Zn-Fe-LDH沉淀。