以lOOr/min的速度继续避光震荡，每隔5~15分钟取4ml上清液，在 3500r/min进行离心5min，取上清液。将上清液在亚甲基蓝的最大吸收波长Amax= 664nm 处，利用752N型紫外可见分光光度计（上海精科）测定样品吸光度，并通公式D=[ (AtrA1) / A。]X100%算出Fenton催化降解率，其中A。为达到吸附平衡时亚甲基蓝溶液的吸光度，Ai 为定时取样测定的亚甲基蓝溶液的吸光度。
[0057] 对本实施例制备的催化剂进行了X射线扫描、电镜扫描、能谱、红外光谱和磁滞曲 线的测定，结果见图1~5:
[0058] 图1是植物中空纤维负载四氧化三铁类Fenton催化剂的扫描电镜图，从形貌角度 说明所制备的材料呈微米管状形貌，外径约为25~30ym，四氧化三铁负载层厚度约2~ 5ym，内径约为20~28ym，内部具有很大的空腔面积，该材料表面粗糙，由粒径约为35~ 60nm的四氧化三铁纳米颗粒组成，a为植物中空纤维负载四氧化三铁类Fenton催化剂的总 体图；b为植物中空纤维负载四氧化三铁类Fenton催化剂的个体图；c为植物中空纤维负 载四氧化三铁类Fenton催化剂局部放大图；d为植物中空纤维负载四氧化三铁类Fenton 催化剂的结构断口放大图；
[0059] 图2是植物中空纤维负载四氧化三铁类Fenton催化剂的能谱测定图，表1表示各 元素的百分含量，说明制备所得产物由碳，铁，氧等化学元素组成，这些元素正是植物中空 纤维负载四氧化三铁类Fenton催化剂复合材料的基本元素组成；
[0060] 表 1
[0061]
[0062] 图3是植物中空纤维负载四氧化三铁类Fenton催化剂的X射线衍射图，从晶型结 构的角度说明所制备的产物为植物中空纤维和Fe3O4的复合材料；
[0063] 图4是植物中空纤维负载四氧化三铁类Fenton催化剂的红外光谱图，其从官能团 组成角度分析了其组成。红外光谱和X射线结果相呼应，均说明了扫描电镜图中看到的悬 铃木果毛纤维表面附着的颗粒物为Fe3O4晶粒，这也而进一步说明Fe304已成功负载于悬铃 木果毛纤维表面，而所制备的产物是内层为植物中空纤维外层为Fe3O4的空心管状结构；
[0064] 图5是植物中空纤维负载四氧化三铁类Fenton催化剂的磁滞曲线图，表明本发明 所制备的悬铃木果毛纤维负载四氧化三铁类Fenton催化剂由于表面负载Fe3O4而保有一定 磁性，非常有利于反应后催化剂的分离。
[0065] 此外，结合图6~图7,可知本实施例制备的植物中空纤维负载四氧化三铁类 Fenton催化剂对亚甲基蓝模拟染料废水的降解效果优异。降解率在120min时达到85%以 上，150min时达到95%以上；说明悬铃木果毛纤维负载四氧化三铁类Fenton催化剂在亚甲 基蓝模拟染料废水的降解中表现出优异的Fenton催化降解性能；图6是植物中空纤维负载 四氧化三铁类Fenton催化剂对亚甲基蓝模拟印染废水的Fenton催化降解图，1，2,3,4为 60,90,120, 30min时悬铃木果毛纤维负载四氧化三铁类Fenton催化剂对亚基蓝溶液降解 波峰，其随时间的变化吸光度明显减少，说明悬铃木果毛纤维负载四氧化三铁类Fenton催 化剂对亚基蓝溶液降解效果优异；图7是植物中空纤维负载四氧化三铁类Fenton催化剂的 重复利用图，说明在经过多次重复利用之后，悬铃木果毛纤维负载四氧化三铁类Fenton催 化剂对亚基蓝溶液依然能够保持良好的降解效果。
[0066] 实施例5 :
[0067] 称取悬铃木果毛纤维与洗涤剂按每100g悬铃木果毛纤维添加5L乙醇的比例于容 器中进行混合，室温下用磁力搅拌器充分搅拌30min后，在真空栗中滤去液体，重复此操作 三次，得到精制的悬铃木果毛纤维；
[0068] 称取Ig硝酸铁固体于容器中，加入5ml水合联氨，用磁力搅拌器在70°C搅拌2h使 其完全溶解并加入0.Ig精制悬铃木果毛纤维，充分搅拌后加入2ml甲醛使其混合均匀。将 上述溶液加入50ml高温反应釜中，在140°C的烘箱中反应3h。待反应釜自然冷却至室温， 取出高温反应釜，将内容物在离心机中3000r/min离心5min后去除上清液，沉淀物分别用 无水乙醇和蒸馏水清洗三遍，最后将得到的沉淀物置于真空干燥箱中于50°C真空烘干，干 燥时间为6h，即得干燥的空心管状植物中空纤维负载四氧化三铁Fenton催化剂材料。
[0069] 实施例6 :
[0070] 称取悬铃木果毛纤维与洗涤剂按每100g悬铃木果毛纤维添加5L乙醇的比例于容 器中进行混合，室温下用磁力搅拌器充分搅拌30min后，在真空栗中滤去液体，重复此操作 三次，得到精制的悬铃木果毛纤维；
[0071] 称取I. 5g三氯化铁固体于容器中，加入5ml水合联氨，用磁力搅拌器在70°C搅拌 2h使其完全溶解并加入0.Ig精制悬铃木果毛纤维，充分搅拌后加入2ml甲醛使其混合均 匀。将上述溶液加入50ml高温反应釜中，在130°C的烘箱中反应3h。待反应釜自然冷却至 室温，取出高温反应Il，在离心机中3000r/min离心5min后去除上清液，沉淀物分别用无水 乙醇和蒸馏水清洗三遍，最后将得到的沉淀物置于真空干燥箱中于40°C真空烘干，干燥时 间为8h，即得干燥的空心管状植物中空纤维负载四氧化三铁Fenton催化剂材料。
【主权项】
1. 一种植物中空纤维负载的类Fenton催化剂，其特征在于，包括载体和负载于载体上 的催化剂； 所述的载体为植物中空纤维，所述的催化剂为非均相类Fenton催化剂。2. 如权利要求1所述的植物中空纤维负载的类Fenton催化剂，其特征在于，所述的植 物中空纤维为悬铃木果毛纤维，悬铃木果毛纤维的外径为25~30 y m，悬铃木果毛纤维的 内径为20~28 ym ; 所述的非均相类Fenton催化剂为四氧化三铁、钼酸铁或硫酸铁； 所述的负载于载体上的催化剂厚度为2~5 ym。3. 如权利要求1或2所述的植物中空纤维负载的类Fenton催化剂，其特征在于，所述 的四氧化三铁为四氧化三铁纳米颗粒，四氧化三铁纳米颗粒的粒径为35~60nm。4. 制备权利要求1、2或3所述的植物中空纤维负载的类Fenton催化剂的方法，其特征 在于，包括将三价铁盐、还原剂、清洗后的植物中空纤维和稳定剂混合后通过水热反应得到 沉淀物，再将沉淀物进行清洗干燥即得到植物中空纤维负载的类Fenton催化剂。5. 如权利要求4所述的制备植物中空纤维负载的类Fenton催化剂的方法，其特征在 于，所述的三价铁盐与还原剂的用量关系为〇. 1~2g三价铁盐加入5ml还原剂，所述的三 价铁盐与清洗后的悬铃木果毛纤维的用量关系为5~20g三价铁盐加入Ig清洗后的悬铃 木果毛纤维，所述的三价铁盐与稳定剂的用量关系为0. 1~2g的三价铁盐加入1~5ml的 稳定剂； 所述的三价铁盐为三氯化铁、硫酸铁或硝酸铁，所述的还原剂为水合联氨，所述的稳定 剂为甲醛。6. 如权利要求4所述的制备植物中空纤维负载的类Fenton催化剂的方法，其特征在 于，所述的水热反应的条件为在110~150°C的温度下反应2~8h。7. 如权利要求4所述的制备植物中空纤维负载的类Fenton催化剂的方法，其特征在 于，所述的干燥为40~80°C真空干燥，干燥时间为4~12h。8. 权利要求1所述的植物中空纤维负载的类Fenton催化剂用于催化亚甲基蓝印染废 水降解的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种植物中空纤维负载的类Fenton催化剂、制备方法及其应用，包括载体和负载于载体上的催化剂；所述的载体为植物中空纤维，所述的催化剂为非均相类Fenton催化剂；创新性地选用了悬铃木果毛纤维为非均相类Fenton催化剂的载体来源，该纤维是天然可再生资源，来源广泛，易生物降解，作为类Fenton催化剂的载体并应用于水体中污染物的降解，实现了复合材料设计和应用层面的以废治废，绿色环保；通过简单的步骤和温和的实验条件所得到的悬铃木果毛纤维负载四氧化三铁类Fenton催化剂，对亚甲基蓝模拟染料废水的催化效果优异，实验数据证实该材料的重复利用率高，具有广阔的应用前景。
【IPC分类】B01J27/053, B01J23/881, B01J23/745, C02F1/72
【公开号】CN105056949
【申请号】CN201510482108
【发明人】杨莉, 汪子孺, 李旭, 张长涛
【申请人】长安大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月3日