一种芬顿助催化剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及助催化剂材料领域，尤其是涉及一种芬顿助催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着全球工业化及经济的高速发展，水体污染问题日益严峻。其中，有机污染物具有种类多，毒性大，难分解等特点，成为当前废水中的主要污染物。目前，处理有机污染物的方法主要有：光催化降解法，生物催化降解法，物理吸附法，芬顿催化降解法等。

其中，芬顿催化因其降解效率高，对设备要求低，操作简单的等优点而备受关注。但传统的芬顿试剂（Fe

目前，在各类传统芬顿催化剂中加入助催化剂以提高催化效率的文章频繁报道，例如：有机酸，零价金属，MoO

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种材料价廉易得、合成工艺简单、能有效提高催化效果的芬顿助催化剂及其制备方法和应用。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案一是：一种芬顿助催化剂，所述助催化剂由CuS和Cu

本发明的技术方案二是：一种如上所述的芬顿助催化剂的制备方法，按以下步骤进行：

S1:将一定摩尔质量的CuCl

S2:搅拌完毕后将得到的溶液转入高压釜内，进行水热处理；

S3:用乙醇和去离子水进行洗涤，洗涤完毕后真空干燥得到干燥产物，取出干燥产物研磨后即得到芬顿助催化剂。

进一步的，步骤S1中CuCl

进一步的，步骤S1中加入HCl的量为使制备的溶液的pH控制在0.2-1范围内。

进一步的，步骤S1中的搅拌时间为60min。

进一步的，步骤S2中水热处理的温度为80℃-120℃。

进一步的，步骤S2中水热处理的时间为9-15h。

进一步的，步骤S3中真空干燥的温度为60

本发明的技术方案三是：一种如上所述的芬顿助催化剂在降解罗丹明B染料中应用，降解罗丹明B染料时使用如上所述的芬顿助催化剂。

进一步的，向罗丹明B染料溶液中加入如上所述的芬顿助催化剂，然后用HCl调节溶液的pH值，再加入FeSO

进一步的，罗丹明B染料溶液中罗丹明B染料的初始量为20mg/L，芬顿助催化剂的加入量大于或等于0.1g/L，用HCl调节溶液的pH值至3.5，加入FeSO

降解率（%）=[(C

式中：C

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本助催化剂为含有CuS和Cu

2、本助催化剂加入到芬顿反应后，催化剂过氧化氢和二价铁离子的用量显著减少，进一步降低了成本。

3、本助催化剂可以多次循环使用，并且有效降低芬顿反应中铁泥的产生。

4、本发明的方法简便、易操作、可循环，制备的助催化剂具有在水溶液中分散性好，稳定性高等特点，原料价格成本低，适合工业生产，在污水处理方面具有广阔的应用前景。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例二制备的CuS-Cu

图2为传统芬顿和加入本助催化剂后的罗丹明B的降解率随时间变化曲线。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效作详细说明。

实施例一

一种芬顿助催化剂，所述助催化剂由CuS和Cu

实施例二

一种上述芬顿助催化剂的制备方法，按以下步骤进行：

首先将4.8mmol的CuCl

使用实施例二中制备的芬顿助催化剂进行下述在降解罗丹明B染料中应用的实验。

该芬顿助催化剂如图1所示。

实施例三

使用实施例二中制备的芬顿助催化剂在降解罗丹明B染料中应用。

常温常压下，取若干份20mg/L，100ml的罗丹明B溶液加入一定量的本助催化剂，使加入后的助催化剂浓度为0.1g/L，超声分散均匀，用HCl调节悬浊液的pH值分别为1.5-5.5。随后在各悬浊液中分别加入一定量的FeSO

如图2所示，结果表明，对于初始浓度为20mg/L，100ml的罗丹明B溶液，助催化剂浓度为0.1g/L，FeSO

实施例四

使用实施例二中制备的芬顿助催化剂在降解罗丹明B染料中应用。

常温常压下，取若干份20mg/L，100ml的罗丹明B溶液分别加入一定量的本助催化剂，使加入后的助催化剂浓度分别为0.05g/L、0.1g/L、0.2g/L、0.3g/L，超声分散均匀，用HCl调节各悬浊液的pH值均为3.5。随后在各悬浊液中分别加入一定量的FeSO

结果表明，对于初始浓度为20mg/L，100ml的罗丹明B溶液，初始pH为3.5，FeSO

实施例五

使用实施例二中制备的芬顿助催化剂在降解罗丹明B染料中应用。

常温常压下，取若干份20mg/L，100ml的罗丹明B溶液分别加入一定量的本助催化剂，使加入后的助催化剂浓度为0.1g/L，超声分散均匀，用HCl调节各悬浊液的pH值均为3.5。随后在各悬浊液中分别加入一定量的FeSO

结果表明，对于初始浓度为20mg/L，100ml的罗丹明B溶液，初始pH为3.5，助催化剂浓度为0.1g/L，H

实施例六

使用实施例二中制备的芬顿助催化剂在降解罗丹明B染料中应用。

常温常压下，取若干份20mg/L，100ml的罗丹明B溶液分别加入一定量的本助催化剂，使加入后的助催化剂浓度为0.1g/L，超声分散均匀，用HCl调节各悬浊液的pH值均为3.5。随后在各悬浊液中分别加入一定量的FeSO

结果表明，对于初始浓度为20mg/L，100ml的罗丹明B溶液，初始pH为3.5，助催化剂浓度为0.1g/L，FeSO

实施例七

使用实施例二中制备的芬顿助催化剂在降解罗丹明B染料中应用。

常温常压下，取若干份20mg/L，100ml的罗丹明B溶液分别加入一定量的本助催化剂（或不加助催化剂对照），使加入后的助催化剂浓度为0.1g/L，超声分散均匀，用HCl调节各悬浊液的pH值均为3.5。随后在各悬浊液中分别加入一定量的FeSO

结果表明，对于初始浓度为20mg/L，100ml的罗丹明B溶液，初始pH为3.5，助催化剂浓度为0.1g/L，FeSO

实施例八

一种芬顿助催化剂的制备方法，按以下步骤进行：

首先将4.8mmol的CuCl

用上述助催化剂在常温常压、初始pH为3.5、FeSO

实施例九

一种芬顿助催化剂的制备方法，按以下步骤进行：

首先将4.8mmol的CuCl

用上述助催化剂在常温常压、初始pH为3.5、FeSO

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。