[发明专利]强分散性球形Fe3

说明书

本发明公开了强分散性球形Fe₃O₄@ZSM‑5复合材料的制备方法及应用，制备方法包括如下步骤：S1、将FeCl₃·6H₂O分散到乙二醇中充分溶解；在溶液中加入ZSM‑5并搅拌；然后加入还原剂部分还原铁离子；S2、将S1所得悬浊液转移至聚四氟乙烯罐加热反应，制得Fe₃O₄@ZSM‑5溶液；S3、将S2所得溶液离心、洗涤、烘干、研磨，得到灰色粉末状Fe₃O₄@ZSM‑5复合材料。本发明制备方法简单，催化性能好，降解能力强，易于回收，重复利用率高，在高级氧化法(AOPS)中可发挥关键性作用，可广泛应用于水处理工艺。

技术领域

本发明涉及催化材料制备技术领域，具体涉及强分散性球形Fe₃O₄@ZSM-5复合材料的制备方法及应用。

背景技术

高级氧化法(AOPS)是近年来废水处理的有效手段，以自由基为主要氧化剂，包括基于硫酸根自由基(SO₄^-·)的AOPs(SR-AOPS)和基于羟基自由基(HO·)的AOPs(HR-AOPS)。与HO·(1.8-2.7eV)相比，SO4^-·具有较高的氧化还原电位(2.5-3.1eV)，pH独立性和较长的使用寿命，对难降解有机物有很大的应用潜力。

过一硫酸盐(PMS)是一种可利用高温、紫外光、超声波或过渡金属催化生成SO₄^-·的化学性质稳定、环境友好的氧化剂。目前，几种过渡金属(如Fe²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺和Co²⁺)已被应用于SR-AOPS，其中，Fe催化是一种低成本，环境友好的方法，尤其Fe₃O₄具有物理化学结构稳定、成本低、磁响应灵敏等优点，可实现Fe基材料的替换。然而，Fe₃O₄对PMS的活化受到铁离子再生动力学的限制。

分子筛(ZSM-5)是一种具有稳定五元环、高硅铝比的沸石催化剂，有良好的水稳定性(分子筛经700℃蒸汽处理后可保持结构)和热稳定性(分子筛在1200℃可保持结构)。由于有机胺阳离子的存在，它可以通过羧基化修饰成为催化的良好载体。在医学研究中，羧基化的ZSM-5可与药物的特定官能团聚合形成聚合纳米复合物。因此，它是可能的聚合Fe₃O₄与ZSM-5热解形成稳定PMS的异构激活剂。

发明内容

本发明的目的在于，提供强分散性球形Fe₃O₄@ZSM-5复合材料的制备方法，以解决现有方法Fe₃O₄对PMS的活化受到铁离子再生动力学限制的问题。

为达成上述目的，本发明提供如下技术方案：强分散性球形Fe₃O₄@ZSM-5复合材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将FeCl₃·6H₂O分散到乙二醇中充分溶解，溶液呈现棕褐色澄清；在溶液中加入ZSM-5并搅拌，得到浅褐色悬浊液；然后加入还原剂部分还原铁离子，直到悬浊液呈现深褐色；

S2、将S1所得悬浊液转移至聚四氟乙烯罐加热反应，制得Fe₃O₄@ZSM-5溶液；

S3、将S2所得溶液离心、洗涤、烘干、研磨，得到灰色粉末状Fe₃O₄@ZSM-5复合材料。