CN107149935A - 一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法 - Google Patents
一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107149935A CN107149935A CN201710486570.XA CN201710486570A CN107149935A CN 107149935 A CN107149935 A CN 107149935A CN 201710486570 A CN201710486570 A CN 201710486570A CN 107149935 A CN107149935 A CN 107149935A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- shell structure
- core shell
- fenton catalyst
- hydro
- iron sulfide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 95
- MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N Ferrous sulfide Chemical compound [Fe]=S MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 81
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims abstract description 86
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 59
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 28
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 80
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 24
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 13
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 12
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 10
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 8
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 61
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 61
- PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N rhodamine B Chemical compound [Cl-].C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C(O)=O PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 58
- 229940043267 rhodamine b Drugs 0.000 abstract description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 33
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- 125000005909 ethyl alcohol group Chemical group 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 5
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 3
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 3
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 229910002552 Fe K Inorganic materials 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N ethanol;hydrate Chemical compound O.CCO IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003900 soil pollution Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- RRTCFFFUTAGOSG-UHFFFAOYSA-N benzene;phenol Chemical compound C1=CC=CC=C1.OC1=CC=CC=C1 RRTCFFFUTAGOSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/02—Sulfur, selenium or tellurium; Compounds thereof
- B01J27/04—Sulfides
- B01J27/043—Sulfides with iron group metals or platinum group metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/396—Distribution of the active metal ingredient
- B01J35/397—Egg shell like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/725—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/02—Specific form of oxidant
- C02F2305/026—Fenton's reagent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法，它涉及一种芬顿催化剂的制备方法。本发明的目的是要解决现有芬顿催化剂降解有机物效率低和多次循环性能严重下降的问题。方法：一、制备反应液；二、制备含有水热反应产物的混合液；三、离心，得到水热反应产物；四、清洗，干燥，得到高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁。本发明制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁在30min内降解罗丹明B的降解率达到97％。本发明可获得一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种芬顿催化剂的制备方法。
背景技术
化工产业作为国民经济支柱，为经济快速发展做出了极大的贡献，但随之也带来越来越多的污染问题，如水污染、土壤污染以及大气污染等。在土壤污染和水污染中，以苯酚为代表的芳香烃类污染物，严重危害人体和生态环境。高级催化氧化(Fenton氧化及类Fenton氧化)在常温常压下反应，操作方便、氧化能力强，在土壤修复和有机废水处理应用前景广阔。而目前的芬顿氧化技术中，芬顿催化剂在中性体系下无法使用，且多次循环性能严重下降，第二次使用时降解率达到第一次的10％。故在高效异相催化剂的开发中，制备价廉易得、比表面积大和活性高的类芬顿催化剂材料在水处理领域具有重要的应用价值。
发明内容
本发明的目的是要解决现有芬顿催化剂降解有机物效率低和多次循环性能严重下降的问题，而提供一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法。
一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、将硫脲和铁粉加入到无水乙醇中，再在超声功率为60W下超声分散3min～10min，得到反应液；
步骤一中所述的铁粉的质量与无水乙醇的体积比为(0.3g～1g):50mL；
步骤一中所述的铁粉与硫脲的摩尔比为(0.5～1.5):(0.3～3.5)；
二、将步骤一中得到的反应液加入到水热反应釜中，再在温度为180℃～220℃下水热反应20h～24h，得到含有水热反应产物的混合液；
三、将含有水热反应产物的混合液在离心速度为4000r/min～5000r/min下离心4min～6min，去除上清液，得到水热反应产物；
四、首先使用去离子水对步骤三中得到的水热反应产物清洗3次～5次，再使用无水乙醇对水热反应产物清洗3次～5次，最后在温度为60℃～80℃下烘干，得到高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁。
本发明的优点：
一、本发明制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁在30min内降解罗丹明B的降解率达到97％；
二、本发明制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的粒径为微米级；
三、本发明制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁为核壳结构，从铁表面开始硫化，最表层形成结晶很好的多硫化物晶体；
四、本发明制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁可以多次使用降解罗丹明B，第二次使用时降解率达到第一次的88％～90％，第三次使用时降解率达到第一次的77％～80％。
本发明可获得一种制备高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的方法。
附图说明
图1为降解罗丹明B的曲线图，图1中1为铁粉降解罗丹明B的曲线，2为实施例一制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁降解罗丹明B的曲线，3为实施例二制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁降解罗丹明B的曲线，4为实施例三制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁降解罗丹明B的曲线，5为实施例四制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁降解罗丹明B的曲线；
图2为XRD谱图，图2中1为实施例四制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的XRD曲线，“◆”为Fe7S8的特征峰，2为Fe7S8的标准XRD曲线；
图3为铁粉的SEM图；
图4为实施例四制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的SEM图；
图5为展示实施例四制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁放大5000倍的SEM图；
图6为实施例四制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁放大10000倍的SEM图；
图7为实施例四制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁放大20000倍的SEM图；
图8为展示实施例四制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁放大20000倍的SEM图；
图9为三次降解罗丹明B的曲线图，图9中1为第一次降解罗丹明B的曲线，2为第二次降解罗丹明B的曲线，3为第三次降解罗丹明B的曲线。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式是一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、将硫脲和铁粉加入到无水乙醇中，再在超声功率为60W下超声分散3min～10min，得到反应液；
步骤一中所述的铁粉的质量与无水乙醇的体积比为(0.3g～1g):50mL；
步骤一中所述的铁粉与硫脲的摩尔比为(0.5～1.5):(0.3～3.5)；
二、将步骤一中得到的反应液加入到水热反应釜中，再在温度为180℃～220℃下水热反应20h～24h，得到含有水热反应产物的混合液；
三、将含有水热反应产物的混合液在离心速度为4000r/min～5000r/min下离心4min～6min，去除上清液，得到水热反应产物；
四、首先使用去离子水对步骤三中得到的水热反应产物清洗3次～5次，再使用无水乙醇对水热反应产物清洗3次～5次，最后在温度为60℃～80℃下烘干，得到高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁。
本实施方式的优点：
一、本实施方式制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁在30min内降解罗丹明B的降解率达到97％；
二、本实施方式制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的粒径为微米级；
三、本实施方式制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁为核壳结构，从铁表面开始硫化，最表层形成结晶很好的多硫化物晶体；
四、本实施方式制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁可以多次使用降解罗丹明B，第二次使用时降解率达到第一次的88％～90％，第三次使用时降解率达到第一次的77％～80％。
本实施方式可获得一种制备高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的方法。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一中所述的铁粉的粒径为4μm～8μm。其他步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤一中所述的铁粉的质量与无水乙醇的体积比为(0.3g～0.56g):50mL。其他步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤一中所述的铁粉的质量与无水乙醇的体积比为(0.56g～1g):50mL。其他步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤一中所述的铁粉与硫脲的摩尔比为(0.5～1.5):(0.3～2)。其他步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤一中所述的铁粉与硫脲的摩尔比为(0.5～1.5):(0.3～0.5)。其他步骤与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤一中将硫脲和铁粉加入到无水乙醇中，再在超声功率为60W下超声分散3min～5min，得到反应液。其他步骤与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：步骤二中将步骤一中得到的反应液加入到水热反应釜中，再在温度为180℃～200℃下水热反应20h～22h，得到水热反应产物。其他步骤与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：步骤二中将步骤一中得到的反应液加入到水热反应釜中，再在温度为200℃～220℃下水热反应22h～24h，得到水热反应产物。其他步骤与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是：步骤四中首先使用去离子水对步骤三中得到的水热反应产物清洗3次～4次，再使用无水乙醇对水热反应产物清洗3次～4次，最后在温度为60℃～70℃下烘干，得到高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁。其他步骤与具体实施方式一至九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、将硫脲和0.56g铁粉加入到50mL无水乙醇中，再在超声功率为60W下超声分散5min，得到反应液；
步骤一中所述的铁粉与硫脲的摩尔比为1:0.5；
步骤一中所述的铁粉的粒径为6μm；
二、将步骤一中得到的反应液加入到水热反应釜中，再在温度为200℃下水热反应24h，得到水热反应产物；
三、将含有水热反应产物的混合液在离心速度为4000r/min下离心5min，去除上清液，得到水热反应产物；
四、首先使用去离子水对步骤三中得到的水热反应产物清洗3次，再使用无水乙醇对水热反应产物清洗3次，最后在温度为60℃下烘干，得到高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁。
实施例二：一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、将硫脲和0.56g铁粉加入到50mL无水乙醇中，再在超声功率为60W下超声分散5min，得到反应液；
步骤一中所述的铁粉与硫脲的摩尔比为1:2；
步骤一中所述的铁粉的粒径为6μm；
二、将步骤一中得到的反应液加入到水热反应釜中，再在温度为200℃下水热反应24h，得到水热反应产物；
三、将含有水热反应产物的混合液在离心速度为4000r/min下离心5min，去除上清液，得到水热反应产物；
四、首先使用去离子水对步骤三中得到的水热反应产物清洗3次，再使用无水乙醇对水热反应产物清洗3次，最后在温度为60℃下烘干，得到高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁。
实施例三：一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、将硫脲和0.56g铁粉加入到50mL无水乙醇中，再在超声功率为60W下超声分散5min，得到反应液；
步骤一中所述的铁粉与硫脲的摩尔比为1:3；
步骤一中所述的铁粉的粒径为6μm；
二、将步骤一中得到的反应液加入到水热反应釜中，再在温度为200℃下水热反应24h，得到水热反应产物；
三、将含有水热反应产物的混合液在离心速度为4000r/min下离心5min，去除上清液，得到水热反应产物；
四、首先使用去离子水对步骤三中得到的水热反应产物清洗3次，再使用无水乙醇对水热反应产物清洗3次，最后在温度为60℃下烘干，得到高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁。
实施例四：一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、将硫脲和0.56g铁粉加入到50mL无水乙醇中，再在超声功率为60W下超声分散5min，得到反应液；
步骤一中所述的铁粉与硫脲的摩尔比为0.5:2；
步骤一中所述的铁粉的粒径为6μm；
二、将步骤一中得到的反应液加入到水热反应釜中，再在温度为200℃下水热反应24h，得到水热反应产物；
三、将含有水热反应产物的混合液在离心速度为4000r/min下离心5min，去除上清液，得到水热反应产物；
四、首先使用去离子水对步骤三中得到的水热反应产物清洗3次，再使用无水乙醇对水热反应产物清洗3次，最后在温度为60℃下烘干，得到高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁。
实施例一、实施例二、实施例三和实施例四步骤一中所述的铁粉相同。
降解罗丹明B的降解试验一：将30mg铁粉加入到50mL罗丹明B的浓度为0.6g/L的罗丹明B水溶液中，搅拌均匀，再加入34μL浓度为6mmol/L的H2O2溶液，再搅拌均匀，再在室温下反应0min～30min，降解效果如图1中曲线1所示；
降解罗丹明B的降解试验二：将30mg实施例一制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁加入到50mL罗丹明B的浓度为0.6g/L的罗丹明B水溶液中，搅拌均匀，再加入34μL浓度为6mmol/L的H2O2溶液，再搅拌均匀，再在室温下反应0min～30min，降解效果如图1中曲线2所示；
降解罗丹明B的降解试验三：将30mg实施例二制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁加入到50mL罗丹明B的浓度为0.6g/L的罗丹明B水溶液中，搅拌均匀，再加入34μL浓度为6mmol/L的H2O2溶液，再搅拌均匀，再在室温下反应0min～30min，降解效果如图1中曲线3所示；
降解罗丹明B的降解试验四：将30mg实施例三制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁加入到50mL罗丹明B的浓度为0.6g/L的罗丹明B水溶液中，搅拌均匀，再加入34μL浓度为6mmol/L的H2O2溶液，再搅拌均匀，再在室温下反应0min～30min，降解效果如图1中曲线4所示；
降解罗丹明B的降解试验五：将30mg实施例四制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁加入到50mL罗丹明B的浓度为0.6g/L的罗丹明B水溶液中，搅拌均匀，再加入34μL浓度为6mmol/L的H2O2溶液，再搅拌均匀，再在室温下反应0min～30min，降解效果如图1中曲线5所示；
图1为降解罗丹明B的曲线图，图1中1为铁粉降解罗丹明B的曲线，2为实施例一制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁降解罗丹明B的曲线，3为实施例二制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁降解罗丹明B的曲线，4为实施例三制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁降解罗丹明B的曲线，5为实施例四制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁降解罗丹明B的曲线；
图1为不同催化剂降解罗丹明B 30min去除率曲线，曲线1上升是由于在不调pH的体系下微米铁不能作为类芬顿反应的催化剂，溶液中含有少量铁粉，离心并不能完全去除。以上两点导致吸光度不降反升；从曲线2，3，4和5可以看出，随着硫的比例增加，对类芬顿反应的催化效果有明显提升。当实施例四制备时去除率已经达到97，再增加硫的比例速度有所提升，但是反应最终去除率变化不大。
图2为XRD谱图，图2中1为实施例四制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的XRD曲线，“◆”为Fe7S8的特征峰，2为Fe7S8的标准XRD曲线。
图3为铁粉的SEM图；
图4为实施例四制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的SEM图；
从图3和图4可知未反应的铁粉粒径大约为10μm，反应后的粒径略有增加但依旧是微米级。
图5为展示实施例四制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁放大5000倍的SEM图；
图6为实施例四制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁放大10000倍的SEM图；
图7为实施例四制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁放大20000倍的SEM图；
图8为展示实施例四制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁放大20000倍的SEM图。
从图5～图8可知，实施例四制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁为核壳结构，从铁表面开始硫化，最表层形成结晶很好的多硫化物晶体；
表1为图5中实施例四制备的高效异相类芬顿催化剂多硫化铁晶面的点扫描能谱(EDS)测试的结果；
表1
| 元素 | 质量分数％ | 原子百分比％ |
| S K | 41.42 | 55.19 |
| FeK | 58.58 | 44.81 |
| Totals | 100.00 | 100.00 |
表2为图5中实施例四制备的高效异相类芬顿催化剂多硫化铁的外壳点扫描能谱(EDS)测试的结果；
表2
| 元素 | 质量分数％ | 原子百分比％ |
| S K | 43.25 | 57.03 |
| Fe K | 56.75 | 42.97 |
| Totals | 100.00 | 100.00 |
表3为图5中实施例四制备的高效异相类芬顿催化剂多硫化铁的内核点扫描能谱(EDS)测试的结果；
表3
| 元素 | 质量分数％ | 原子百分比％ |
| S K | 21.07 | 31.74 |
| Fe K | 78.93 | 68.26 |
| Totals | 100.00 | 100.00 |
降解罗丹明B的循环试验一：将30mg实施例四制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁加入到50mL罗丹明B的浓度为0.6g/L的罗丹明B水溶液中，搅拌均匀，再加入34μL浓度为6mmol/L的H2O2溶液，再搅拌均匀，再在室温下反应0min～30min，降解效果如图9中曲线1所示；
降解罗丹明B的循环试验二：将30mg降解罗丹明B的循环试验一中降解罗丹明B水溶液30min后的实施例四制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁取出，使用蒸馏水清洗5次，再在温度为60℃下真空干燥10h，得到第二次降解罗丹明B用的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁；将第二次降解罗丹明B用的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁加入到50mL罗丹明B的浓度为0.6g/L的罗丹明B水溶液中，搅拌均匀，再加入34μL浓度为6mmol/L的H2O2溶液，再搅拌均匀，再在室温下反应0min～30min，降解效果如图9中曲线2所示；
降解罗丹明B的循环试验三：将30mg降解罗丹明B的循环试验二中降解罗丹明B水溶液30min后的第二次降解罗丹明B用的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁取出，使用蒸馏水清洗5次，再在温度为60℃下真空干燥10h，
得到第三次降解罗丹明B用的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁；将第三次降解罗丹明B用的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁加入到50mL罗丹明B的浓度为0.6g/L的罗丹明B水溶液中，搅拌均匀，再加入34μL浓度为6mmol/L的H2O2溶液，再搅拌均匀，再在室温下反应0min～30min，降解效果如图9中曲线3所示。
图9为三次降解罗丹明B的曲线图，图9中1为第一次降解罗丹明B的曲线，2为第二次降解罗丹明B的曲线，3为第三次降解罗丹明B的曲线。
从图9可知，实施例四制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁第二次降解罗丹明B的降解率达到84.79％，性能达到第一次的88.73％，第三次降解罗丹明B的降解率达到74.11％，性能达到第一次的77.55％，证明实施例四制备的高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁循环性能良好。
实施例五：一种高效异相类芬顿催化剂多硫化铁的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、将硫脲和0.56g铁粉加入到50mL无水乙醇中，再在超声功率为60W下超声分散5min，得到反应液；
步骤一中所述的铁粉与硫脲的摩尔比为0.81:1；
步骤一中所述的铁粉的粒径为6μm；
二、将步骤一中得到的反应液加入到水热反应釜中，再在温度为200℃下水热反应24h，得到水热反应产物；
三、将含有水热反应产物的混合液在离心速度为4000r/min下离心5min，去除上清液，得到水热反应产物；
四、首先使用去离子水对步骤三中得到的水热反应产物清洗3次，再使用无水乙醇对水热反应产物清洗3次，最后在温度为60℃下烘干，得到高效异相类芬顿催化剂多硫化铁。
实施例六：一种高效异相类芬顿催化剂多硫化铁的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、将硫脲和0.56g铁粉加入到50mL无水乙醇中，再在超声功率为60W下超声分散5min，得到反应液；
步骤一中所述的铁粉与硫脲的摩尔比为0.75:1；
步骤一中所述的铁粉的粒径为6μm；
二、将步骤一中得到的反应液加入到水热反应釜中，再在温度为200℃下水热反应24h，得到水热反应产物；
三、将含有水热反应产物的混合液在离心速度为4000r/min下离心5min，去除上清液，得到水热反应产物；
四、首先使用去离子水对步骤三中得到的水热反应产物清洗3次，再使用无水乙醇对水热反应产物清洗3次，最后在温度为60℃下烘干，得到高效异相类芬顿催化剂多硫化铁。
实施例七：一种高效异相类芬顿催化剂多硫化铁的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、将硫脲和0.56g铁粉加入到50mL无水乙醇中，再在超声功率为60W下超声分散5min，得到反应液；
步骤一中所述的铁粉与硫脲的摩尔比为2.15:1；
步骤一中所述的铁粉的粒径为6μm；
二、将步骤一中得到的反应液加入到水热反应釜中，再在温度为200℃下水热反应24h，得到水热反应产物；
三、将含有水热反应产物的混合液在离心速度为4000r/min下离心5min，去除上清液，得到水热反应产物；
四、首先使用去离子水对步骤三中得到的水热反应产物清洗3次，再使用无水乙醇对水热反应产物清洗3次，最后在温度为60℃下烘干，得到高效异相类芬顿催化剂多硫化铁。
Claims (10)
1.一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法，其特征在于一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法具体是按以下步骤完成的：
一、将硫脲和铁粉加入到无水乙醇中，再在超声功率为60W下超声分散3min～10min，得到反应液；
步骤一中所述的铁粉的质量与无水乙醇的体积比为(0.3g～1g):50mL；
步骤一中所述的铁粉与硫脲的摩尔比为(0.5～1.5):(0.3～3.5)；
二、将步骤一中得到的反应液加入到水热反应釜中，再在温度为180℃～220℃下水热反应20h～24h，得到含有水热反应产物的混合液；
三、将含有水热反应产物的混合液在离心速度为4000r/min～5000r/min下离心4min～6min，去除上清液，得到水热反应产物；
四、首先使用去离子水对步骤三中得到的水热反应产物清洗3次～5次，再使用无水乙醇对水热反应产物清洗3次～5次，最后在温度为60℃～80℃下烘干，得到高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁。
2.根据权利要求1所述的一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法，其特征在于步骤一中所述的铁粉的粒径为4μm～8μm。
3.根据权利要求1所述的一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法，其特征在于步骤一中所述的铁粉的质量与无水乙醇的体积比为(0.3g～0.56g):50mL。
4.根据权利要求1所述的一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法，其特征在于步骤一中所述的铁粉的质量与无水乙醇的体积比为(0.56g～1g):50mL。
5.根据权利要求1所述的一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法，其特征在于步骤一中所述的铁粉与硫脲的摩尔比为(0.5～1.5):(0.3～2)。
6.根据权利要求1所述的一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法，其特征在于步骤一中所述的铁粉与硫脲的摩尔比为(0.5～1.5):(0.3～0.5)。
7.根据权利要求1所述的一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法，其特征在于步骤一中将硫脲和铁粉加入到无水乙醇中，再在超声功率为60W下超声分散3min～5min，得到反应液。
8.根据权利要求1所述的一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法，其特征在于步骤二中将步骤一中得到的反应液加入到水热反应釜中，再在温度为180℃～200℃下水热反应20h～22h，得到水热反应产物。
9.根据权利要求1所述的一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法，其特征在于步骤二中将步骤一中得到的反应液加入到水热反应釜中，再在温度为200℃～220℃下水热反应22h～24h，得到水热反应产物。
10.如权利要求1所述的一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法，其特征在于步骤四中首先使用去离子水对步骤三中得到的水热反应产物清洗3次～4次，再使用无水乙醇对水热反应产物清洗3次～4次，最后在温度为60℃～70℃下烘干，得到高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710486570.XA CN107149935B (zh) | 2017-06-23 | 2017-06-23 | 一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710486570.XA CN107149935B (zh) | 2017-06-23 | 2017-06-23 | 一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107149935A true CN107149935A (zh) | 2017-09-12 |
| CN107149935B CN107149935B (zh) | 2019-07-12 |
Family
ID=59796098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710486570.XA Active CN107149935B (zh) | 2017-06-23 | 2017-06-23 | 一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107149935B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110803754A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-02-18 | 南昌大学 | 能在碱性环境下高效降解有机污染物的芬顿试剂及其应用 |
| CN110980858A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-04-10 | 中国科学技术大学 | 一种生物炭负载纳米硫化零价铁材料的制备方法及其应用 |
| CN113976145A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-01-28 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种硫改性铁钴氧化物纳米片类芬顿催化剂及其制备方法和使用方法 |
| CN114588917A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-06-07 | 哈尔滨工业大学 | 一种硫掺杂碳骨架包裹八硫化七铁纳米颗粒双反应中心类芬顿催化剂的制备方法及应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103495428A (zh) * | 2013-09-23 | 2014-01-08 | 同济大学 | 基于碳纳米管的类Fenton高级氧化体系催化剂的制备方法 |
| CN105428618A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-03-23 | 大连理工大学 | 一种壳核型碳包覆金属硫化物纳米复合粒子的制备方法及其应用 |
| CN106345472A (zh) * | 2016-08-05 | 2017-01-25 | 哈尔滨工业大学 | 一种制备硫改性铁基复合材料固体酸陶瓷膜层高效类芬顿催化剂的方法和应用 |
| CN106784829A (zh) * | 2017-01-10 | 2017-05-31 | 哈尔滨工业大学 | 一种负载石墨烯与二硫化铁复合物的微生物燃料电池阳极的制备方法 |
-
2017
- 2017-06-23 CN CN201710486570.XA patent/CN107149935B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103495428A (zh) * | 2013-09-23 | 2014-01-08 | 同济大学 | 基于碳纳米管的类Fenton高级氧化体系催化剂的制备方法 |
| CN105428618A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-03-23 | 大连理工大学 | 一种壳核型碳包覆金属硫化物纳米复合粒子的制备方法及其应用 |
| CN106345472A (zh) * | 2016-08-05 | 2017-01-25 | 哈尔滨工业大学 | 一种制备硫改性铁基复合材料固体酸陶瓷膜层高效类芬顿催化剂的方法和应用 |
| CN106784829A (zh) * | 2017-01-10 | 2017-05-31 | 哈尔滨工业大学 | 一种负载石墨烯与二硫化铁复合物的微生物燃料电池阳极的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| WEI HUANG ET AL.: "Metal−Organic Framework Derived Iron Sulfide−Carbon Core−Shell Nanorods as a Conversion-Type Battery Material", 《SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING》 * |
| 杨明轩 等: "碳纳米管/FeS类Fenton催化剂的制备及催化性能", 《高等学校化学学报》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110803754A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-02-18 | 南昌大学 | 能在碱性环境下高效降解有机污染物的芬顿试剂及其应用 |
| CN110803754B (zh) * | 2019-10-25 | 2022-03-29 | 南昌大学 | 能在碱性环境下高效降解有机污染物的芬顿试剂及其应用 |
| CN110980858A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-04-10 | 中国科学技术大学 | 一种生物炭负载纳米硫化零价铁材料的制备方法及其应用 |
| CN113976145A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-01-28 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种硫改性铁钴氧化物纳米片类芬顿催化剂及其制备方法和使用方法 |
| CN114588917A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-06-07 | 哈尔滨工业大学 | 一种硫掺杂碳骨架包裹八硫化七铁纳米颗粒双反应中心类芬顿催化剂的制备方法及应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107149935B (zh) | 2019-07-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107149935A (zh) | 一种高效异相类芬顿催化剂核壳结构多硫化铁的制备方法 | |
| CN107308956B (zh) | 一种高效异相类芬顿催化剂多硫化铁的制备方法 | |
| CN107008326B (zh) | 一种碳量子点负载铁基材料高效异相类芬顿催化剂的制备方法 | |
| CN106238053A (zh) | 一种光芬顿催化剂Fe3O4/rGO/TiO2及其制备方法和应用 | |
| CN103288080B (zh) | 一种制备中孔率高、吸附性强的生态炭方法 | |
| CN101890364B (zh) | 一种利用农林废弃物制备固体酸催化剂的方法 | |
| CN102671676A (zh) | 一种SnO2/SnS2异质结光催化剂的制备方法 | |
| CN110280283A (zh) | 一种电催化还原二氧化碳的催化剂及其制备方法 | |
| CN108620060A (zh) | 一种钼酸铋石墨烯气凝胶复合物及其制备方法 | |
| CN113955823A (zh) | 1T/2H MoSe2/Bi2WO6压电-光复合催化剂的应用 | |
| CN105597798A (zh) | 一种三相复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN105664945B (zh) | 一种碳包覆Fe@Fe3O4枝状复合材料的制备方法 | |
| CN105170189B (zh) | 一种BiOBr/NiO@ACSs球形复合光催化剂的制备方法 | |
| CN109550510A (zh) | 一种碳钽共掺杂氯氧铋粉末的制备方法 | |
| CN106513023A (zh) | 一种四氧化三铁/碘氧化铋/溴化银磁性复合可见光催化剂及其制备 | |
| CN105195183A (zh) | 一种Co3O4@ACSs/BiOCl球形吸附-光催化复合催化剂的制备方法 | |
| CN106964380A (zh) | 一种三维硫化镉/溴氧化铋异质结光催化剂和制备方法及其应用 | |
| CN108311132A (zh) | 一种可见光三元光催化剂的制备方法 | |
| CN102516322B (zh) | 利用磁性固体磷酸催化剂制备左旋葡萄糖酮的方法 | |
| CN104984763B (zh) | 一种聚噻吩/钼酸铋复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN107162892A (zh) | 一种糖类选择性催化转化制备乳酸的方法 | |
| CN107456993B (zh) | 一种水处理用臭氧催化剂的制备方法及其产品和应用 | |
| CN103285846A (zh) | 改性二氧化钛/竹炭复合材料及在太阳光下使染料废水脱色的方法 | |
| CN103436268B (zh) | 一种苯酚污染土壤修复材料的制备方法 | |
| CN106040241A (zh) | 一种废弃物沼渣制备非均相Fenton催化剂的方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210121 Address after: Building 9, accelerator, 14955 Zhongyuan Avenue, Songbei District, Harbin City, Heilongjiang Province Patentee after: INDUSTRIAL TECHNOLOGY Research Institute OF HEILONGJIANG PROVINCE Address before: 150001 No. 92 West straight street, Nangang District, Heilongjiang, Harbin Patentee before: HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20221125 Address after: 150027 Room 412, Unit 1, No. 14955, Zhongyuan Avenue, Building 9, Innovation and Entrepreneurship Plaza, Science and Technology Innovation City, Harbin Hi tech Industrial Development Zone, Heilongjiang Province Patentee after: Heilongjiang Industrial Technology Research Institute Asset Management Co.,Ltd. Address before: Building 9, accelerator, 14955 Zhongyuan Avenue, Songbei District, Harbin City, Heilongjiang Province Patentee before: INDUSTRIAL TECHNOLOGY Research Institute OF HEILONGJIANG PROVINCE |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230103 Address after: Room 403, Unit 1, Building 12, Enterprise Accelerator, Science and Technology Innovation City, Harbin Hi tech Industrial Development Zone, Heilongjiang 150023 Patentee after: Heilongjiang Gongyan Longchuang Environmental Industry Group Co.,Ltd. Address before: 150027 Room 412, Unit 1, No. 14955, Zhongyuan Avenue, Building 9, Innovation and Entrepreneurship Plaza, Science and Technology Innovation City, Harbin Hi tech Industrial Development Zone, Heilongjiang Province Patentee before: Heilongjiang Industrial Technology Research Institute Asset Management Co.,Ltd. |