CN110116001B - 铁酸铜光-芬顿催化磁性复合材料及其制备方法 - Google Patents
铁酸铜光-芬顿催化磁性复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110116001B CN110116001B CN201910438840.9A CN201910438840A CN110116001B CN 110116001 B CN110116001 B CN 110116001B CN 201910438840 A CN201910438840 A CN 201910438840A CN 110116001 B CN110116001 B CN 110116001B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- composite material
- photo
- magnetic composite
- copper
- copper ferrite
- 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.)
- Active
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 53
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 48
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 48
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 48
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims abstract description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910016516 CuFe2O4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- DXKGMXNZSJMWAF-UHFFFAOYSA-N copper;oxido(oxo)iron Chemical compound [Cu+2].[O-][Fe]=O.[O-][Fe]=O DXKGMXNZSJMWAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 27
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 18
- MCPLVIGCWWTHFH-UHFFFAOYSA-L methyl blue Chemical compound [Na+].[Na+].C1=CC(S(=O)(=O)[O-])=CC=C1NC1=CC=C(C(=C2C=CC(C=C2)=[NH+]C=2C=CC(=CC=2)S([O-])(=O)=O)C=2C=CC(NC=3C=CC(=CC=3)S([O-])(=O)=O)=CC=2)C=C1 MCPLVIGCWWTHFH-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 16
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 claims description 15
- 238000005049 combustion synthesis Methods 0.000 claims description 13
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 3
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims description 2
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 16
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 abstract description 14
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract description 4
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 abstract description 4
- 238000001782 photodegradation Methods 0.000 abstract description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 21
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 7
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 7
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 6
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000009303 advanced oxidation process reaction Methods 0.000 description 3
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 2
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 1
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- FBXVOTBTGXARNA-UHFFFAOYSA-N bismuth;trinitrate;pentahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.[Bi+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O FBXVOTBTGXARNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 1
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001960 metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M methyl orange Chemical compound [Na+].C1=CC(N(C)C)=CC=C1\N=N\C1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M 0.000 description 1
- 229940012189 methyl orange Drugs 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- -1 printing and dyeing Substances 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 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 description 1
- 229940043267 rhodamine b Drugs 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N tungstate Chemical compound [O-][W]([O-])(=O)=O PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N vanadate(3-) Chemical compound [O-][V]([O-])([O-])=O LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/745—Iron
-
- 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
- B01J35/33—Electric or magnetic properties
-
- 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
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- 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
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/308—Dyes; Colorants; Fluorescent agents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明涉及铁酸铜光‑芬顿催化磁性复合材料及其制备方法，属于光降解技术领域。本发明解决的技术问题是水热法、模板法制备光催化材料时需控制的参数比较多，工艺复杂。本发明的技术方案是提供铁酸铜光‑芬顿催化磁性复合材料的制备方法，由硝酸铁、硝酸铜、燃料混合配制成水溶液，然后通过低温燃烧合成得到具有磁性的铁酸铜光催化磁性复合材料，所述复合材料的主要成分为CuFe2O4。本发明制备工艺简单，易于工业化生产，制备得到的铁酸铜光催化磁性复合材料作为光‑芬顿光催化剂适用于染料降解以及水处理过程中有机污染物的降解。
Description
技术领域
本发明属于光降解技术领域，尤其涉及铁酸铜光-芬顿催化磁性复合材料及其制备方法。
背景技术
随着工业的不断发展，环境污染日益严重，如难降解有机物的去除、水体的富营养化、高浓度工业废水及污染水源的治理等，传统水处理工艺中的物理方法、生物方法往往不能得到满意的结果。光-芬顿催化降解属于高级氧化法(Advanced oxidation Process)：简称AOPs，可直接利用太阳能，降解有机废水。AOPs具有反应设备简单、反应速度快、选择性小、处理效率高、剩余污泥少，适用范围广，无二次污染，氧化能力强等特点等优点而倍受瞩目，在印染、皮革、酚类、农药和活性污泥等难降解有机废水处理中具有很好的应用前景，是目前处理水中难降解有机污染物的研究热点。
目前光催化剂材料的制备方法主要为水热法、模板法等，其中水热法需要在水热斧中反应后经水洗或乙醇洗，再经干燥得到，模板法需要加入表面活性剂、添加模板、酸度调节等，因而需要控制的参数比较多，工艺复杂，成本较高，尤其是在制备晶态半导体或复合材料时，制备工艺更为复杂。如专利CN102500390A公开了一种氧化铁/钨酸铋复合光催化剂的制备方法，该方法是将五水硝酸铋的硝酸溶液、钨酸铵的氢氧化钠溶液及可溶性铁盐混合后，采用微波辅助加热的水热法制备得到复合光催化剂。专利CN105797739A公开了一种铁氢氧化物/钒酸铋复合光催化剂的制备方法及应用，该方法先通过水热法制得钒酸铋，然后加入尿素、浓硝酸、硝酸铁在加热条件下反应，通过离心、洗涤、烘干、研磨得到复合光催化剂。
低温燃烧合成主要是以可溶性金属盐(主要是硝酸盐)和有机燃料作为反应物，金属硝酸盐在反应中充当氧化剂，有机燃料在反应中充当还原剂，反应物体系在一定温度下加热或点燃引发剧烈的氧化-还原反应，一旦点燃，反应即由氧化-还原反应放出的热量维持自动推进。
在光-芬顿体系中，控制催化速率快慢的是Fe3+的还原过程，而在半导体体系中，引入电子受体可有效地促进光生电子与空穴分离。有报道称在半导体光催化剂中引入Fe3+或者铁氧化物，可以作为电子受体，有效地促进光生电子与空穴的分离。因此，选择合适的半导体光催化剂与芬顿体系联用，既能促进光生电子空穴分离，又能促进芬顿体系在可见光区域Fe3+还原为Fe2+，能够更有效的产生·OH，从而提高复合催化剂的活性。利用低温燃烧合成法制备铁酸铜光-芬顿催化磁性复合材料尚未见报道。
发明内容
本发明解决的技术问题是水热法、模板法制备光催化材料时需控制的参数比较多，工艺复杂。
为解决上述现有技术存在的不足，本发明提供铁酸铜光-芬顿催化磁性复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将硝酸铜、硝酸铁、燃料溶解到去离子水或蒸馏水中，搅拌至完全溶解，得到均一溶液，然后将上述溶液转移到加热设备进行加热，至溶液蒸干形成胶状物质后发生低温燃烧合成反应，得到粉末状铁酸铜光-芬顿催化磁性复合材料。
其中，燃料为甘氨酸。
其中，以重量百分数计，硝酸铜/硝酸铁的比例为1～20％wt。
其中，燃料与硝酸铁的摩尔比为1:0.3。
其中，加热设备可为加热板、马弗炉或电阻炉加热。
其中，本发明发生的低温燃烧合成反应是：
18Fe(NO3)3+9Cu(NO3)2+40C2H5NO2→9CuFe2O4+80CO2↑+100H2O↑+56N2↑
其中，上述制备方法控制在5～20min内完成。
其中，所述复合材料的主要成分为铁酸铜CuFe2O4，具有磁性。
本发明还公开了将上述铁酸铜光催化磁性复合材料作为光-芬顿催化剂用于有机污染物的降解。
本发明具有如下有益效果：
本发明方法原料仅需硝酸铁、硝酸铜和燃料，在加热条件下一步便能实现一种光-芬顿催化剂，也即铁酸铜光催化磁性复合材料的制备，工艺简单易操作，生产成本低，绿色环保，生产周期短，易于工业化生产；本发明反应过程中释放出大量的热量和气体，因而需外界提供的能量低；采用本发明方法制备得到的复合材料具有的纳米级结构，有利于电子传输，能够改善光生电子与空穴间的复合，能显著提高催化剂的催化反应活性，进而提高光-芬顿催化剂的光降解效率，同时本发明铁酸铜复合材料具有磁性，经磁分离后可循环利用，在降解废水有机污染物领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明铁酸铜光催化磁性复合材料的XRD表征图，其中a为实施例1制备的铁酸铜光催化磁性复合材料的XRD表征图，b为实施例2制备的铁酸铜光催化磁性复合材料表征图，c为实施例3制备的铁酸铜光催化磁性复合材料的XRD表征图；
图2为本发明实施例1所制备的铁酸铜光催化磁性复合材料光-芬顿催化降解性能图；
图3为本发明实施例1所制备的铁酸铜光催化磁性复合材料的TEM图；
图4为本发明实施例1所制备的铁酸铜光催化磁性复合材料的磁性分离。
具体实施方式
本发明提供的光催化磁性复合材料，是由硝酸铁、硝酸铜、燃料混合配制成水溶液，然后通过低温燃烧合成得到，其主要成分是铁酸铜CuFe2O4。
本发明提供铁酸铜光催化磁性复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将硝酸铜、硝酸铁、燃料溶解到去离子水或蒸馏水中，搅拌至完全溶解，得到均一溶液，然后将上述溶液转移到加热设备进行加热，溶液经沸腾、蒸发、冒泡形成胶状物质后发生低温燃烧合成反应，最终得到粉末状铁酸铜光催化磁性复合材料。
其中，各原料的添加顺序没有限制，只要最终得到均一溶液即可。
其中，其中，燃料为甘氨酸。
其中，以重量百分数计，硝酸铜/硝酸铁的比例为1～20％wt。
其中，燃料与硝酸铁的摩尔比为1:0.3。
其中，考虑到能耗，加热温度在100℃左右，使溶液沸腾、蒸发、冒泡直至溶液蒸发干，得到胶状物质，胶状物质在受热条件下膨胀，继而发生低温燃烧合成反应，得到粉末状铁酸铜光催化磁性复合材料，并且胶状物质膨胀后不需要加热，由低温燃烧合成反应放出的热量推进反应进行。
其中，加热条件可为加热板、马弗炉或电阻炉加热。
其中，整个制备方法可控制在5～15min内完成。
本发明还进一步公开了将上述铁酸铜光催化磁性复合材料作为光-芬顿催化剂用于有机污染物的降解。
下面通过实施例对本发明作进一步的说明。
实施例中所用原料均为分析纯，通过市售得到；光降解测试中光源为300W氙灯(PLS-SXE北京泊菲莱科技有限公司)，甲基蓝的初始浓度为40ppm，催化剂浓度为0.05g/100ml，双氧水加入量1ml，也可使用其他常用染料如甲基橙、罗丹明B。
实施例1
将12g的硝酸铁，6.2g的硝酸铜，2g的甘氨酸，溶于去离子水中，用玻璃棒搅拌直至完全溶解，用加热设备加热，溶液在经历挥发、浓缩、冒泡后发生低温燃烧合成反应，得到粉末状铁酸铜磁性复合材料。XRD衍射结果表明产物为铁酸铜和氧化铜的复合物。将所得产物作为光催化剂降解甲基蓝溶液，结果表明在40min内就能将甲基蓝完全降解，表明铁酸铜磁性复合材料对染料降解具有良好的光-芬顿催化性能，且降解后粉末可以通过磁分离循环利用。
实施例2
将12g的硝酸铁，3.5g的硝酸铜，2g的甘氨酸，溶于去离子水中，用玻璃棒搅拌直至完全溶解，用加热设备加热，溶液在经历挥发、浓缩、冒泡后发生低温燃烧合成反应，得到粉末状铁酸铜磁性复合材料。XRD衍射结果表明产物为铁酸铜和氧化铜的复合物。将所得产物作为光催化剂降解甲基蓝溶液，结果表明在60min内就能将甲基蓝完全降解，表明铁酸铜磁性复合材料对染料降解具有良好的光-芬顿催化性能，且降解后粉末可以通过磁分离循环利用。
实施例3
将12g的硝酸铁，1.73g的硝酸铜，2g的甘氨酸，溶于去离子水中，用玻璃棒搅拌直至完全溶解，用加热设备加热，溶液在经历挥发、浓缩、冒泡后发生低温燃烧合成反应，得到粉末状铁酸铜磁性复合材料。XRD衍射结果表明产物为铁酸铜和氧化铁的复合物。将所得产物作为光催化剂降解甲基蓝溶液，结果表明在60min内就能将甲基蓝完全降解，表明铁酸铜磁性复合材料对染料降解具有良好的光-芬顿催化性能，且降解后粉末可以通过磁分离循环利用。
实施例4
将12g的硝酸铁，0.34g的硝酸铜，2g的甘氨酸，溶于去离子水中，用玻璃棒搅拌直至完全溶解，用加热设备加热，溶液在经历挥发、浓缩、冒泡后发生低温燃烧合成反应，得到粉末状铁酸铜磁性复合材料。XRD衍射结果表明产物为铁酸铜和氧化铁的复合物。将所得产物作为光催化剂降解甲基蓝溶液，结果表明在60min内就能将甲基蓝完全降解，表明铁酸铜磁性复合材料对染料降解具有良好的光-芬顿催化性能，且降解后粉末可以通过磁分离循环利用。
实施例5
将12g的硝酸铁，6.9g的硝酸铜，2g的甘氨酸，溶于去离子水中，用玻璃棒搅拌直至完全溶解，用加热设备加热，溶液在经历挥发、浓缩、冒泡后发生低温燃烧合成反应，得到粉末状铁酸铜磁性复合材料。XRD衍射结果表明产物为铁酸铜和氧化铜的复合物。将所得产物作为光催化剂降解甲基蓝溶液，结果表明在70min内就能将甲基蓝完全降解，表明铁酸铜磁性复合材料对染料降解具有良好的光-芬顿催化性能，且降解后粉末可以通过磁分离循环利用。
Claims (5)
1.铁酸铜光-芬顿催化磁性复合材料在降解甲基蓝中的应用，其特征在于，所述铁酸铜光-芬顿催化磁性复合材料的制备方法包括如下步骤：
将硝酸铜、硝酸铁、燃料甘氨酸溶解到去离子水或蒸馏水中，搅拌至完全溶解，得到均一溶液，然后将溶液转移到加热设备进行加热，至溶液蒸干形成胶状物质后发生低温燃烧合成反应，得到铁酸铜光催化磁性复合材料；以重量百分数计，所述硝酸铜/硝酸铁的比例为1～20%wt，或者29.2% wt，或者51.6% wt，或者57.5% wt，所述燃料甘氨酸与所述硝酸铁的摩尔比为1:1.86。
2.根据权利要求1所述的铁酸铜光-芬顿催化磁性复合材料在降解甲基蓝中的应用，其特征在于：所述加热设备为加热板、马弗炉或电阻炉。
3.根据权利要求1所述的铁酸铜光-芬顿催化磁性复合材料在降解甲基蓝中的应用，其特征在于：所述制备方法控制在5～15min内完成。
4.根据权利要求1所述的铁酸铜光-芬顿催化磁性复合材料在降解甲基蓝中的应用，其特征在于：所述复合材料的主要成分为CuFe2O4。
5.根据权利要求1～4任一项所述的铁酸铜光-芬顿催化磁性复合材料在降解甲基蓝中的应用，其特征在于：所述复合材料为粉末状，具有纳米结构，具有磁性。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910438840.9A CN110116001B (zh) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | 铁酸铜光-芬顿催化磁性复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910438840.9A CN110116001B (zh) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | 铁酸铜光-芬顿催化磁性复合材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110116001A CN110116001A (zh) | 2019-08-13 |
| CN110116001B true CN110116001B (zh) | 2022-04-01 |
Family
ID=67523212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910438840.9A Active CN110116001B (zh) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | 铁酸铜光-芬顿催化磁性复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110116001B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111111665A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-08 | 太原理工大学 | 一种负载型金属催化剂及其制备方法 |
| CN111330578B (zh) * | 2020-03-23 | 2023-07-25 | 广东工业大学 | 一种含重金属铁氧体催化剂的制备方法及应用 |
| CN111974394A (zh) * | 2020-09-22 | 2020-11-24 | 广东石油化工学院 | 高催化活性的铁酸铜复合材料及其应用 |
| CN113101930B (zh) * | 2021-03-12 | 2022-10-04 | 中南大学 | 珊瑚状形貌的铁酸铜类芬顿催化剂的制备及其在垃圾渗滤液类芬顿催化氧化中的用途 |
| CN114534725B (zh) * | 2022-01-21 | 2023-12-05 | 广西大学 | 一种Fe-Cu@坭兴陶复合光-Fenton催化剂及其制备方法和应用 |
| CN115414936B (zh) * | 2022-07-27 | 2024-04-23 | 太原理工大学 | 缺陷铁酸铜光催化材料及其一步制备法和应用 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100044432A (ko) * | 2008-10-22 | 2010-04-30 | 서강대학교산학협력단 | 초상자성 특성을 갖는 마이크론 크기의 실리카 코어/자성체쉘 입자 및 그 제조 방법 |
| CN104741123A (zh) * | 2015-03-11 | 2015-07-01 | 大连理工大学 | 一种新型纳米铁氧体吸附脱硫催化剂及其制备方法 |
| CN105600828A (zh) * | 2016-01-04 | 2016-05-25 | 南京林业大学 | 一种多孔纳米CuFe2O4的制备方法 |
| CN106861695A (zh) * | 2017-01-16 | 2017-06-20 | 华侨大学 | 一种磁性缺氧位铁酸铜催化剂的制备方法及其应用 |
| CN107200358A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-09-26 | 昆明理工大学 | 一种用于钠离子电池的铁系CuFe2O4材料的制备方法 |
-
2019
- 2019-05-24 CN CN201910438840.9A patent/CN110116001B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100044432A (ko) * | 2008-10-22 | 2010-04-30 | 서강대학교산학협력단 | 초상자성 특성을 갖는 마이크론 크기의 실리카 코어/자성체쉘 입자 및 그 제조 방법 |
| CN104741123A (zh) * | 2015-03-11 | 2015-07-01 | 大连理工大学 | 一种新型纳米铁氧体吸附脱硫催化剂及其制备方法 |
| CN105600828A (zh) * | 2016-01-04 | 2016-05-25 | 南京林业大学 | 一种多孔纳米CuFe2O4的制备方法 |
| CN106861695A (zh) * | 2017-01-16 | 2017-06-20 | 华侨大学 | 一种磁性缺氧位铁酸铜催化剂的制备方法及其应用 |
| CN107200358A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-09-26 | 昆明理工大学 | 一种用于钠离子电池的铁系CuFe2O4材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| "CuFe2O4基光助芬顿体系氧化降解亚甲基蓝的研究";王科柏;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20180915(第09期);B014-184 * |
| "尖晶石型MFe2O4(M = Mn、Cu、Mg)基纳米材料的合成、表征及性能研究";曾双;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20180215(第02期);B020-761 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110116001A (zh) | 2019-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110116001B (zh) | 铁酸铜光-芬顿催化磁性复合材料及其制备方法 | |
| CN108273492B (zh) | 一种氧化铋/四氧化二铋异质结光催化剂及其制法和用途 | |
| CN104128184B (zh) | 一种漂浮型CoFe2O4/TiO2/漂珠复合光催化剂及其制备方法 | |
| WO2017012210A1 (zh) | 金属氧化物-氮化碳复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN113663693B (zh) | 一种硫化铟锌-二氧化钛复合材料的制备方法及其在生产双氧水用于废水治理中的应用 | |
| CN106732524A (zh) | 一种α/β‑氧化铋相异质结光催化剂及其制法和用途 | |
| CN109939643A (zh) | α-Fe2O3掺杂生物炭的制备方法及其应用 | |
| CN109622005B (zh) | 一种多孔碳负载型含氮双金属催化剂的制备方法及其电化学应用 | |
| CN108993550B (zh) | 一种表面氧空位改性的溴氧铋光催化剂及其制备方法 | |
| CN102824921A (zh) | 一种Ag2S/Ag3PO4复合光催化剂的制备方法 | |
| CN101104144A (zh) | 纳米BiVO4材料可见光催化剂的制备方法 | |
| CN113908878B (zh) | 一种双金属普鲁士蓝类似物催化剂的制备方法及应用 | |
| CN111450828B (zh) | 一种八面体结构的铜/氧化亚铜光催化剂的快速制备方法 | |
| CN111453804A (zh) | 一种铁掺杂类石墨相氮化碳/石墨烯多功能纳米复合材料的制备方法 | |
| CN111215112A (zh) | 一种复合光催化剂的制备方法及应用 | |
| CN109718771B (zh) | 一种双金属掺杂型氧化铝气凝胶及其制备和使用方法 | |
| CN115007182A (zh) | 一种钾氧共掺杂石墨相氮化碳光催化剂的制备方法 | |
| CN109589985B (zh) | 掺杂纳米锗酸锌的制备方法及其催化还原二氧化碳 | |
| CN109772394B (zh) | 磷掺杂碳/氧化亚铜复合催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN112337486B (zh) | 一种可见光辅助类芬顿活化过硫酸盐的光催化材料及其制备方法和应用 | |
| CN110560102B (zh) | 一种氟氧化铋复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN115608388B (zh) | 一种壳核型Cs3PMo12O40/MnIn2S4复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN109012730B (zh) | 一种可见光响应的硼氮共掺杂光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN111266114A (zh) | 一种金属铁/氧化锌/碳三元纳米复合可见光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN111659411B (zh) | 一种稀土铈掺杂钼酸铁光催化剂的制备及应用 |
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 |