申请日2021.08.05
公开日期2021.12.10
IPC分类B01J37/08;B01J23/889;C02F101/38;C02F1/72;B01J35/10;B01J37/03;C02F101/34;C02F103/34;C02F101/30
摘要
本发明公开了一种用于水处理的新型铁锰氧化物催化剂，其特征是以硝酸铁、硝酸锰、柠檬酸和乙二醇为原料，通过溶胶‑凝胶法合成铁锰前驱体复合物，经煅烧得到一种新型铁锰氧化物催化剂。本发明所提供的这种用于水处理的新型铁锰氧化物催化剂能够在中性pH条件下高效活化过一硫酸氢钾复合盐，深度降解废水中的医药品污染物卡马西平，性能显著优于传统的铁锰基催化剂；本发明提供的这种用于水处理的新型铁锰氧化物催化剂具有催化活性高、稳定性好和环境友好的优势，特别适用于医药废水的深度处理。
权利要求
1.一种新型铁锰氧化物催化剂，其特征在于：以硝酸铁、硝酸锰、柠檬酸和乙二醇为原料，通过溶胶-凝胶法合成铁锰前驱体复合物，经煅烧得到；所述硝酸铁与硝酸锰的摩尔比为1:3-5，铁锰离子、柠檬酸与乙二醇的摩尔比为1:1:0.72，通过溶胶-凝胶法制得铁锰前驱体复合物；将所制得铁锰前驱体复合物在空气氛围下经500℃-600℃煅烧2小时，获得新型铁锰氧化物催化剂。
2.一种根据权利要求1所述的新型铁锰氧化物催化剂的应用，其特征是用于活化过一硫酸氢钾复合盐并对水中医药品污染物卡马西平的优化处理，其优化处理条件为：待处理的污水调整pH值范围6-8，新型铁锰氧化物催化剂投加量0.3-0.5g L-1，过一硫酸氢钾复合盐投加量3-7mmol L-1。
说明书
一种新型铁锰氧化物催化剂及其应用
技术领域
本发明涉及医药化工废水深度处理技术领域，尤其涉及一种新型铁锰氧化物催化剂及其应用。
背景技术
医药品作为新兴污染物在水体中广泛检出，多数药物具有生物毒性、难降解性及假持久性，严重威胁水环境安全和人类健康。废水中医药品污染物的深度处理是当前污水处理研究领域的热点和难点之一，因此，发展有效的医药废水深度处理技术对水资源保护和社会可持续发展具有重要意义。高级氧化技术通过产生高活性的自由基(例如羟基自由基(HO·)和硫酸根自由基(SO4·-))降解水体中的难降解有机污染物，具有氧化能力强、反应速率快和处理效果好等优势。相比于HO·，SO4·-具有较长的寿命和相当的氧化还原电位，对污染物具有更好的选择性。因此，基于SO4·-的高级氧化技术成为近年来的研究热点，而缺乏高效稳定且环境友好的过硫酸盐催化材料是限制该技术应用的主要瓶颈。因此，发展高催化活性和高稳定性的环境友好型催化剂，将能够推动SO4·-高级氧化技术的发展，有望为医药废水的深度处理提供一种有效途径。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种具有催化活性高、稳定性好和环境友好的优势，适用于医药废水的深度处理过程的新型铁锰氧化物催化剂及其应用。
为了达到上述目的，本发明提供的一种新型铁锰氧化物催化剂，其特征在于：以硝酸铁、硝酸锰、柠檬酸和乙二醇为原料，通过溶胶-凝胶法合成铁锰前驱体复合物，经煅烧得到；所述硝酸铁与硝酸锰的摩尔比为1:3-5，铁锰离子、柠檬酸与乙二醇的摩尔比为1:1:0.72，通过溶胶-凝胶法制得铁锰前驱体复合物；将所制得铁锰前驱体复合物在空气氛围下500℃-600℃煅烧2小时，获得新型铁锰氧化物催化剂。
本发明提供的一种新型铁锰氧化物催化剂的应用，其特征是用于活化过一硫酸氢钾复合盐并对水中医药品污染物卡马西平的优化处理，其优化处理条件为：待处理的污水调整pH值范围6-8，新型铁锰氧化物催化剂投加量0.3-0.5g L-1，过一硫酸氢钾复合盐投加量3-7mmol L-1。
本发明得到的新型铁锰氧化物催化剂能够在中性pH条件下高效活化过一硫酸氢钾复合盐，深度降解废水中的医药品污染物卡马西平，性能显著优于传统的铁锰基催化剂。
本发明提供的一种新型铁锰氧化物催化剂具有以下优点：
(1)本发明提供的新型铁锰氧化物催化剂制备方法简单，制得催化剂属于多孔材料，孔隙丰富，比表面积大，表面富含Fe3+、Mn3+和Mn4+等活性位。
(2)本发明提供的新型铁锰氧化物催化剂能够在中性pH条件下高效活化过一硫酸氢钾复合盐，深度降解废水中的医药品污染物卡马西平，性能显著优于传统的铁锰基催化剂。
(3)该催化剂具有催化活性高、稳定性好和环境友好的优势，适用于医药废水的深度处理过程。
（发明人：孙胜鹏; 苏磊; 张桂成; 王贞凯; 苏婷; 程艳; 陈新安; 张凤光）
