CN114588917B - 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 - Google Patents
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Abstract
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，它涉及一种类芬顿催化剂的制备方法及应用。本发明的目的是要解决现有类Fenton催化剂面临的金属离子浸出、稳定性差、易团聚和反应pH范围窄的问题。方法：首先制备MIL‑101(Fe)前驱体，然后煅烧硫化，得到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。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用于降解抗生素。中性条件下对盐酸四环素、诺氟沙星和阿莫西林在40min内的降解率分别可达到了100％、97.8％和98.9％，循环5次后，阿莫西林的去除率仍能保持在91.1％。
Description
技术领域
本发明涉及一种类芬顿催化剂的制备方法及应用。
背景技术
抗生素排放引起的生态风险不容乐观。异相类Fenton氧化法作为一项可以治理顽固污染物的技术获得了很高的关注，其研究热点主要集中在高效去除抗生素污染物的类Fenton催化剂的研发。常见的金属催化剂存在金属离子浸出、稳定性差、易团聚和反应pH范围窄等问题。为了改善上述问题，基于金属和碳材料构筑的贫/富电子双反应中心类Fenton催化剂材料，不仅可以对金属纳米粒子进行包覆提高分散性、稳定性和减少离子溶出，还可利用空间分离的催化位点和吸附位点间的电子传输通道实现富电中心电子的补充和活化，加速在宽pH范围下难降解有机污染物的去除。目前文献所报导的双反应中心电子传输通道多为C–O–Fe、C–S–Mo、C–O–Cu等，这些通道在热力学上满足电子传输，但电子传输距离较长，且受到键的振动转动等作用使得动力学过程的阻力增加，从而不利于电子在贫/富电子双中心的高效传输。
为此，提出了构筑短的C–M(M＝Fe,Co,Mo)键桥连接双反应中心增强了电荷传输效能。然而，单一的传输通道仍然制约着电子的传输效率，贫/富电子双反应中心类Fenton催化在催化降解性能方面仍有待进一步提升。
本发明的目的在于解决类Fenton催化剂面临的金属离子浸出、稳定性差、易团聚和反应pH范围窄等问题。
发明内容
本发明的目的是要解决现有类Fenton催化剂面临的金属离子浸出、稳定性差、易团聚和反应pH范围窄的问题，而提供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。
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，是按以下步骤完成的：
一、将对苯二甲酸和FeCl3·6H2O加入到N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌，得到溶液Ⅰ；
二、将溶液Ⅰ转移到水热反应釜中，再在110℃～160℃下进行水热反应，反应结束，得到橙黄色溶液；
三、使用N,N-二甲基甲酰胺和无水乙醇对橙黄色溶液反复清洗至溶液的上清液无色，再干燥，得到MIL-101(Fe)前驱体；
四、将MIL-101(Fe)前驱体放入瓷舟的一侧，另一侧加入升华硫粉，再覆盖一个瓷舟，两个瓷舟的两侧留有缝隙，既保证惰性气体可以进入瓷舟中排除空气，又保证在一个相对密闭的环境中充分硫化，再转入到管式炉中央，将装有升华硫粉一侧置于惰性气体上游区，通入惰性气体排除空气，接着继续通入惰性气体，在惰性气体保护下将管式炉从室温升温至600℃～800℃，再在600℃～800℃下保温，保温结束，得到反应产物；
五、对反应产物进行离心清洗，再放入真空干燥箱中干燥，得到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。
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用于降解抗生素。
本发明的原理：
一、本发明通过Fe-MOF原位蒸汽硫化法构筑一种硫掺杂碳骨架包覆Fe7S8纳米颗粒(Fe7S8@SC)界面电子传输多通道双反应中心类芬顿催化剂，碳包覆金属纳米粒子提高分散性、稳定性和减少离子溶出，空间分离的富电子反应中心(催化位点)和贫电子反应中心(吸附位点)间的电子传输多通道高效地实现了向富电中心电子的补充和活化，获得一种兼具高活性和电子传输多通道的双反应中心类Fenton催化剂降解抗生素的制备方法；
二、本发明制备的兼具高活性和电子传输多通道的双反应中心类Fenton催化材料，不仅保证了双反应中心的活性，多数量的传输通道也能极大的提升电子的传输能力；另外，基于电负性差异，非金属元素S的掺杂改性可以调控金属纳米材料以及碳材料的表面结构，使得金属纳米粒子与碳位点的电子密度发生重排，增强其活化与吸附特性。因此，在正常构建金属与碳材料之间的C–M键外，利用S对金属纳米粒子和骨架碳都具有活性的特点来生成C–S–M键，增加新的电子传输通道，增强电子传输。
本发明的优点：
一、本发明提供一种新型、简单、高效的硫掺杂碳骨架包覆Fe7S8纳米颗粒类芬顿催化剂的制备方法，由于金属有机骨架(MOFs)材料在特定条件下具有独特的结构，其中基于MOFs制备的衍生多孔碳材料包覆金属纳米粒子复合物由于碳材料良好的导电性和金属中心的催化活性具有优异的稳定性和催化性得到了广泛的应用；Fe在自然界中含量丰富、无毒，在各种MOF材料中脱颖而出；该方法通过液相化学合成MIL-101(Fe)前驱体，以升华硫为硫源，在氮气还原气氛下采用原位蒸汽硫化法处理前驱体，得到八面体硫掺杂的碳骨架包裹Fe7S8纳米粒子。其优势如下：
(1)、Fe7S8纳米粒子与硫掺杂碳界面形成的电子传输多通道不仅实现了富电子中心和贫电子中心，即催化位点和吸附位点的空间分离，数量多的通道还强化电子传输效率，创建更多活性位点，促进抗生素的类Fenton降解过程；
(2)、Fe7S8纳米粒子限域包覆在硫掺杂的八面体碳骨架中，提高了活性纳米颗粒的分散性和稳定性；另外碳层可以作为保护层，可以有效地缓解溶液中铁离子的溶出问题，活性物种的活性提高以及碳层对其保护作用实现催化剂的高效稳定催化；
(3)、MOFs材料衍生的多孔碳通常保留有MOFs的规则网状孔隙结构和独特多面体形态，比表面积大、孔隙率高，可以提高对抗生素和H2O2的吸附能力；并且高温热解的MOFs衍生碳材料具有良好的导电性，为优异的催化性能提供了保障；
(4)、本发明利用液相化学合成法和原位蒸汽硫化法实现了硫掺杂碳骨架包裹Fe7S8纳米颗粒界面电子传输多通道双反应中心类芬顿催化剂的可控制备，合成方法简单安全，生产成本低且原料丰富，可量化生产；
(5)、本发明通过简单的液相化学合成和原位蒸汽硫化法构筑了硫掺杂碳骨架包裹Fe7S8纳米颗粒界面电子传输多通道双反应中心类芬顿催化剂，实现了多通道强化电子传输效率，创造更多的活性位点，促进抗生素的类Fenton降解过程，中性条件下对盐酸四环素、诺氟沙星和阿莫西林在40min内的降解率分别可达到了100％、97.8％和98.9％，循环5次后，阿莫西林的去除率仍能保持在91.1％，且铁溶出均低于1ppm，有优异的循环稳定性。对其他类Fenton催化剂的设计有较好的启发和借鉴意义，具有良好的应用前景。
本发明可获得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。
附图说明
图1为实施例1制备Fe7S8@SC的XRD图谱；
图2为实施例1制备的MIL-101(Fe)前驱体的SEM图与Fe7S8@SC的SEM、TEM图，图中(a)为MIL-101(Fe)前驱体的SEM图，(b)为Fe7S8@SC的SEM图，(c)为Fe7S8@SC的TEM图，(d)为Fe7S8@SC的HR-TEM图像；
图3为实施例1制备的Fe7S8@SC的XPS图谱，图中(a)为C谱，(b)为S谱，(c)为Fe谱，(d)为Fe7S8和Fe7S8@SC的Fe谱对比图，上图为Fe7S8，下图为Fe7S8@SC；
图4为实施例1制备的Fe7S8@SC降解抗生素的性能图，图中TCH为盐酸四环素，AMX为阿莫西林，NOR为诺氟沙星；
图5为实施例1制备的Fe7S8@SC降解阿莫西林的循环稳定性图，图中1st为第一次使用，2ed为第二次使用，3rd为第三次使用，4th为第四次使用，5th为第五次使用；
图6为不同实施例制备的催化剂在40min内对阿莫西林的降解率图。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。
具体实施方式一：本实施方式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，是按以下步骤完成的：
一、将对苯二甲酸和FeCl3·6H2O加入到N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌，得到溶液Ⅰ；
二、将溶液Ⅰ转移到水热反应釜中，再在110℃～160℃下进行水热反应，反应结束，得到橙黄色溶液；
三、使用N,N-二甲基甲酰胺和无水乙醇对橙黄色溶液反复清洗至溶液的上清液无色，再干燥，得到MIL-101(Fe)前驱体；
四、将MIL-101(Fe)前驱体放入瓷舟的一侧，另一侧加入升华硫粉，再覆盖一个瓷舟，两个瓷舟的两侧留有缝隙，既保证惰性气体可以进入瓷舟中排除空气，又保证在一个相对密闭的环境中充分硫化，再转入到管式炉中央，将装有升华硫粉一侧置于惰性气体上游区，通入惰性气体排除空气，接着继续通入惰性气体，在惰性气体保护下将管式炉从室温升温至600℃～800℃，再在600℃～800℃下保温，保温结束，得到反应产物；
五、对反应产物进行离心清洗，再放入真空干燥箱中干燥，得到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。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一中所述的对苯二甲酸的质量与N,N-二甲基甲酰胺的体积比为(0.4g～0.5g):(40mL～60mL)；步骤一中所述的FeCl3·6H2O的质量与N,N-二甲基甲酰胺的体积比为(1.3g～1.6g):(40mL～60mL)。其它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：步骤一中所述的搅拌的时间为1h～2h，搅拌的速度为800r/min～1000r/min。其它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：步骤二中所述的水热反应的时间为20h～24h。其它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：步骤三中所述的干燥的温度为60℃～80℃，干燥的时间为10h～15h。其它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：步骤四中所述的MIL-101(Fe)前驱体与升华硫粉的质量比为1:(1～3)；步骤四中在600℃～800℃下保温2h～4h；步骤四中所述的升温速率为2℃/min～5℃/min；步骤四中所述的惰性气体为氮气，通入20min～30min惰性气体排除空气。其它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：步骤五中使用去离子水对反应产物进行离心清洗3次～5次，再放入温度为60℃～80℃的真空干燥箱中干燥10h～12h，得到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。其它步骤与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式是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用于降解抗生素。
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：所述的抗生素为盐酸四环素、诺氟沙星或阿莫西林。其它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：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用于降解抗生素是按以下步骤完成的：
将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加入到含有抗生素的水中，搅拌均匀，然后加入质量分数为30％的H2O2溶液，使体系中H2O2的浓度为2mmol/L～15mmol/L，再反应10min～40min，得到去除抗生素的水，再使用磁铁将催化剂吸住，取出后使用去离子水清洗，干燥，得到回收的催化剂；
所述的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质量与含有抗生素的水的体积比为(5mg～20mg):50mL；
所述的含有抗生素的水的浓度为10mg/L～50mg/L；
所述的干燥的温度为60℃～80℃，干燥的时间为10h～15h。其它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1：一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，是按以下步骤完成的：
一、将对苯二甲酸和FeCl3·6H2O加入到N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌，得到溶液Ⅰ；
步骤一中所述的搅拌的时间为1h，搅拌的速度为800r/min
步骤一中所述的对苯二甲酸的质量与N,N-二甲基甲酰胺的体积比为0.4g:40mL；
步骤一中所述的FeCl3·6H2O的质量与N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1.3g:40mL；
二、将溶液Ⅰ转移到水热反应釜中，再在110℃下进行水热反应，反应结束，得到橙黄色溶液；
步骤二中所述的水热反应的时间为20h；
三、使用N,N-二甲基甲酰胺和无水乙醇对橙黄色溶液反复清洗至溶液的上清液无色，再干燥，得到MIL-101(Fe)前驱体；
步骤三中所述的干燥的温度为60℃，干燥的时间为10h；
四、将MIL-101(Fe)前驱体放入瓷舟的一侧，另一侧加入升华硫粉，再覆盖一个瓷舟，两个瓷舟的两侧留有缝隙，既保证惰性气体可以进入瓷舟中排除空气，又保证在一个相对密闭的环境中充分硫化，再转入到管式炉中央，将装有升华硫粉一侧置于惰性气体上游区，通入惰性气体排除空气，接着继续通入惰性气体，在惰性气体保护下将管式炉从室温升温至700℃，再在700℃下保温2h，保温结束，得到反应产物；
步骤四中所述的Fe7S8粉体与升华硫粉的质量比为1:3；
步骤四中所述的升温速率为5℃/min；
步骤四中所述的惰性气体为氮气，通入30min惰性气体排除空气；
五、使用去离子水对反应产物进行离心清洗5次，再放入温度为60℃的真空干燥箱中干燥10h，得到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(Fe7S8@SC-700)。
图1为实施例1制备Fe7S8@SC的XRD图谱；
从图1中可以看出，样品在2θ＝30.0°、34.0°、44.0°和53.3°处出现了衍射峰，这分别属于Fe7S8(JCPDS No.24-0220)(200)、(203)、(206)和(220)晶面的特征峰，说明合成的样品中的活性物种为纯相的Fe7S8。
图2为实施例1制备的MIL-101(Fe)前驱体的SEM图与Fe7S8@SC的SEM、TEM图，图中(a)为MIL-101(Fe)前驱体的SEM图，(b)为Fe7S8@SC的SEM图，(c)为Fe7S8@SC的TEM图，(d)为Fe7S8@SC的HR-TEM图像；
从图2中的(a)中可以看到MIL-101(Fe)为规则的八面体结构，表面光滑，尺寸均匀；图2中(b)中Fe7S8@SC能很好的保持MIL-101(Fe)前驱体的形貌，但颗粒尺寸明显收缩，表面呈粗糙的多孔结构；图2中(c)是Fe7S8@SC的TEM图，可以看出Fe7S8纳米颗粒被八面体笼形碳骨架紧密包裹，并且由于碳骨架的限域，Fe7S8粒子均匀的嵌在碳壳中，粒径约为20nm；图2中(d)为Fe7S8@SC的HR-TEM图像，纳米颗粒的晶格条纹间距为0.206nm，对应于Fe7S8的(206)晶面，并且显示粒子边缘碳和Fe7S8共存。说明合成的样品是碳包覆Fe7S8纳米颗粒。
图3为实施例1制备的Fe7S8@SC的XPS图谱，图中(a)为C谱，(b)为S谱，(c)为Fe谱，(d)为Fe7S8和Fe7S8@SC的Fe谱对比图，上图为Fe7S8，下图为Fe7S8@SC；
图3中(a)的C1s谱中有C–Fe键和C–S的峰，说明碳层和与Fe7S8界面形成C–Fe电子传输通道，并且S掺到了碳骨架中；S2p谱中(图3中(b))中除了有S2-和Sn 2-的Fe2p1/2和Fe2p3/2自旋轨道峰之外，还有C–S的峰。Fe2p谱中(图3中(c))出现了Fe2+和Fe3+的Fe2p1/2和Fe2p3/2自旋轨道峰。另外，Fe7S8@SC的Fe2p谱与纯Fe7S8相比(图3中(d))显示出结合能存在明显的右移，说明Fe7S8中的Fe–S和碳层存在C–S–Fe强相互作用。
应用试验1：实施例1制备的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用于降解抗生素是按以下步骤完成的：
将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加入到含有盐酸四环素的水中，搅拌均匀，然后加入然后加入质量分数为30％的H2O2溶液，使体系中H2O2的浓度为6mmol/L，开始计时，每间隔5min取1mL的溶液，并加入1.0mL甲醇溶液猝灭反应，用0.22μm过滤膜滤去溶液中的催化剂，采用高效液相色谱法测定盐酸四环素溶液的浓度，计算此浓度与初始浓度的比值C/C0，反应40min，得到去除盐酸四环素的水，降解曲线见图4所示，再使用磁铁将催化剂吸住，取出后使用去离子水清洗，干燥，得到回收的催化剂；
所述的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质量与含有盐酸四环素的水的体积比为10mg:50mL；
所述的含有盐酸四环素的水的浓度为35mg/L；
所述的干燥的温度为60℃，干燥的时间为10h。
应用试验2：本试验与应用试验1的区别为：将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加入到含有诺氟沙星的水中；所述的含有诺氟沙星的水的浓度为20mg/L。其它步骤及参数与应用试验1完全相同，降解曲线见图4所示。
应用试验3：本试验与应用试验1的区别为：将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加入到含有阿莫西林的水中；所述的含有阿莫西林的水的浓度为35mg/L。其它步骤及参数与应用试验1完全相同，降解曲线见图4所示。
图4为实施例1制备的Fe7S8@SC降解抗生素的性能图，图中TCH为盐酸四环素，AMX为阿莫西林，NOR为诺氟沙星；
本发明通过简单的液相化学合成和原位蒸汽硫化法构筑了硫掺杂碳骨架包裹Fe7S8纳米颗粒界面电子传输多通道双反应中心类芬顿催化剂，实现了多通道强化电子传输效率，创造更多的活性位点，促进抗生素的类Fenton降解过程，中性条件下对盐酸四环素、诺氟沙星和阿莫西林在40min内的降解率分别达到了100％、97.8％和98.9％。
重复循环使用实施例1制备的Fe7S8@SC降解阿莫西林，循环试验见图5所示；
图5为实施例1制备的Fe7S8@SC降解阿莫西林的循环稳定性图，图中1st为第一次使用，2ed为第二次使用，3rd为第三次使用，4th为第四次使用，5th为第五次使用。
从图5可知，循环5次后，阿莫西林的去除率仍能保持在91.1％，且铁溶出均低于1ppm，有优异的循环稳定性。对其他类Fenton催化剂的设计有较好的启发和借鉴意义，具有良好的应用前景。
实施例2：本实施例与实施例1的不同点是：步骤四中在惰性气体保护下将管式炉从室温升温至600℃，再在600℃下保温2h；得到的催化剂为Fe7S8@SC-600。其它步骤及参数与实施例1均相同。
实施例3：本实施例与实施例1的不同点是：步骤四中在惰性气体保护下将管式炉从室温升温至800℃，再在800℃下保温2h；得到的催化剂为Fe7S8@SC-800。其它步骤及参数与实施例1均相同。
图6为不同实施例制备的催化剂在40min内对阿莫西林的降解率图。
中性条件下实施例2制备的Fe7S8@SC-600，实施例1制备的Fe7S8@SC-700，和实施例3制备的Fe7S8@SC-800在40min内对阿莫西林的降解率分别为89.7％、98.9％和96.0％。
Claims (9)
1.一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应用，其特征在于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用于降解抗生素；
所述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是按以下步骤完成的：
一、将对苯二甲酸和FeCl3·6H2O加入到N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌，得到溶液Ⅰ；
二、将溶液Ⅰ转移到水热反应釜中，再在110℃~160℃下进行水热反应，反应结束，得到橙黄色溶液；
三、使用N,N-二甲基甲酰胺和无水乙醇对橙黄色溶液反复清洗至溶液的上清液无色，再干燥，得到MIL-101(Fe)前驱体；
四、将MIL-101(Fe)前驱体放入瓷舟的一侧，另一侧加入升华硫粉，再覆盖一个瓷舟，两个瓷舟的两侧留有缝隙，既保证惰性气体可以进入瓷舟中排除空气，又保证在一个相对密闭的环境中充分硫化，再转入到管式炉中央，将装有升华硫粉一侧置于惰性气体上游区，通入惰性气体排除空气，接着继续通入惰性气体，在惰性气体保护下将管式炉从室温升温至600℃~800℃，再在600℃~800℃下保温，保温结束，得到反应产物；
五、对反应产物进行离心清洗，再放入真空干燥箱中干燥，得到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。
2.根据权利要求1所述的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应用，其特征在于步骤一中所述的对苯二甲酸的质量与N,N-二甲基甲酰胺的体积比为(0.4g~0.5g):(40mL~60mL)；步骤一中所述的FeCl3·6H2O的质量与N,N-二甲基甲酰胺的体积比为(1.3g~1.6g):(40mL~60mL)。
3.根据权利要求1所述的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应用，其特征在于步骤一中所述的搅拌的时间为1h~2h，搅拌的速度为800 r/min~1000 r/min。
4.根据权利要求1所述的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应用，其特征在于步骤二中所述的水热反应的时间为20h~24h。
5.根据权利要求1所述的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应用，其特征在于步骤三中所述的干燥的温度为60℃~80℃，干燥的时间为10h~15h。
6.根据权利要求1所述的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应用，其特征在于步骤四中所述的MIL-101(Fe)前驱体与升华硫粉的质量比为1:(1~3)；步骤四中在600℃~800℃下保温2h~4h；步骤四中所述的升温速率为2℃/min~5℃/min；步骤四中所述的惰性气体为氮气，通入20min~30min惰性气体排除空气。
7.根据权利要求1所述的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应用，其特征在于步骤五中使用去离子水对反应产物进行离心清洗3次~5次，再放入温度为60℃~80℃的真空干燥箱中干燥10h~12h，得到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。
8.根据权利要求1所述的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应用，其特征在于所述的抗生素为盐酸四环素、诺氟沙星或阿莫西林。
9.根据权利要求1所述的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应用，其特征在于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用于降解抗生素是按以下步骤完成的：
将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加入到含有抗生素的水中，搅拌均匀，然后加入质量分数为30%的H2O2溶液，使体系中H2O2的浓度为2mmol/L~15mmol/L，再反应10min~40min，得到去除抗生素的水，再使用磁铁将催化剂吸住，取出后使用去离子水清洗，干燥，得到回收的催化剂；
所述的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质量与含有抗生素的水的体积比为(5mg~20mg):50mL；
所述的含有抗生素的水的浓度为10mg/L~50mg/L；
所述的干燥的温度为60℃~80℃，干燥的时间为10h~15h。
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| 铁基金属有机框架化合物催化类芬顿反应降解有机污染物研究;高聪;《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20190815;第2.2.2节 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114588917A (zh) | 2022-06-07 |
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