铁铝复合金属氧化物微纳米材料及制法、多溴联苯醚降解方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于降解多溴联苯醚的铁铝复合金属氧化物微纳米材料、铁铝复合金属氧化物微纳米材料的制备方法及降解多溴联苯醚的方法。
【背景技术】
[0002]多溴联苯醚因阻燃效率高、热稳定性好以及对材料性能影响小等特点，而作为主要的溴代阻燃剂被广泛地应用于电子、电器、化工、交通、建材、纺织、石油、采矿等领域中。由于多溴联苯醚为添加型阻燃剂，并未与产品本身形成化学键，因此在产品的生产、应用和处置的过程中导致了多溴联苯醚在环境中的大量排放。作为新型的持久性有机污染物，多溴联苯醚具有持久性、难降解性、长距离迀移性、生物富集性和高毒性，对生态系统和人类环境存在潜在危害。因此，对多溴联苯醚的控制削减至关重要。
[0003]目前针对多溴联苯醚类污染物的降解技术主要有:光降解法、微生物降解法、电催化降解法及零价金属还原法等。然而，这些技术存在许多不足，如成本较高，去除率较低，反应周期长等。目前，催化降解因其催化活性高、制备简单及成本较低等特点，其在持久性有机污染物的削减应用中引起了广泛的关注，尤其是金属氧化物对其的催化降解。Jia(JiaΜ.K.,Su G.J.,et al.,Journal of nanoscience and nanotechnology，201I，II(3)，2100-2106)等人研究了自制三维微纳米结构的FexOy材料对六氯苯的催化降解，发现Fe3O4材料在300°C下对六氯苯的降解效率高达100% liai Q.Q.,Yang F.，et al.，Environmental Science and Pollut1nResearch,DO1:10.1007/sll356-015-5400-z)等人研究了 Fe3(k微纳米材料对十溴联苯醚的催化降解，结果表明Fe3(k微纳米材料在300°C下反应10min时的降解效率接近 100% aKhaleeKKhaleel A.,Microporous and MesoporousMaterials，2006，91，53-58)研究了凝胶法制备的介孔41203材料对四氯化碳的催化降解，发现该材料在大于等于350°C和水存在的条件下可将CCl4完全催化脱氯。
[0004]在降解材料的研究中，复合金属氧化物材料可以提供或提高单一材料所不具备的独特功能或性能，从而表现出更高的催化活性。Ma(Ma X.D.,Sun Q.，et al.,AppliedCatalysis A: Genera 1,2013 ,450 ,143-151)等人的研究表明 FeCa 10( Ca 的标称质量占10mol%)对1,2-二氯苯的催化活性高于单金属的FesC^LinlXin S.J.,Su G.J.，et al.,Applied Catalysis B:Environmental,2012,123-124,440-447)等人研究发现制备的Co-Ce复合金属氧化物对1，2，4-三氯苯的降解活性均高于单金属的Co3O4XeO2和Co304/Ce02的物理混合物，在673K温度下，降解效率高达96%。因此复合型的金属氧化物催化剂在多溴联苯醚的削减中具有较大的应用前景。
[0005]复合金属氧化物纳米材料作为新型、高效的降解材料，其研究和开发已经成为探索多溴联苯醚治理材料开发方面的新思路。复合金属氧化物微纳米材料同时具备微米结构和纳米结构的特征和优势，能够有效阻止团聚，也兼具多种金属氧化物的性质，在污染物治理方面有着无可比拟的优越性。因此，制备的铁铝复合微纳米金属氧化物材料具有两种金属氧化物的性质及微纳米材料的特性，使其对多溴联苯醚的降解具有较高的活性。而且，目前还没有文献报道复合微纳米金属氧化物对多溴联苯醚降解的研究。
【发明内容】
[0006](一)要解决的技术问题
[0007]本发明的目的在于，提供一种铁铝复合金属氧化物微纳米材料、制备方法及多溴联苯醚降解方法，能高效地降解多溴联苯醚。
[0008](二)技术方案
[0009]本发明提供一种铁铝复合金属氧化物微纳米材料，其是由纳米颗粒组成的微米粒子，其物相是由铁和铝组成的复合金属氧化物，其中，铁和铝的原子比为0.1?10。
[0010]本发明还提供一种铁铝复合金属氧化物微纳米材料的制备方法，包括:
[0011]SI，将铁盐和铝盐溶解在水中，并在该溶液中加入尿素，将溶液转移至反应釜加热并反应，其中，铁和铝的原子比为0.1?10;
[0012]S2，将溶液冷却至室温，收集沉淀物，对该沉淀物进行洗涤、离心和干燥，得到铁铝复合金属氧化物材料。
[0013]本发明还提供采用铁铝复合金属氧化物微纳米材料降解多溴联苯醚的方法，将铁铝复合金属氧化物材料与多溴联苯醚混合并密封，对其进行加热反应后冷却至室温，其中，铁铝复合金属氧化物材料与多溴联苯醚的质量比大于等于80，反应温度为250_600°C，反应时间大于等于30min。
[0014](三)有益效果
[0015]本发明具有以下优点:
[0016]1、利用铁招复合金属氧化物微纳米材料降解多漠联苯酿，具有稳定、尚效、快速、反应温度低等优点。
[0017]2、采用水热法制备得到的金属复合氧化物微纳米材料由铁、铝两种金属的复合氧化物组成，外观形貌为由纳米颗粒组成的微米颗粒，每个纳米颗粒的粒径为20-90nm，具有纳米颗粒小尺寸的特征，同时整个单元尺寸处于0.21-2.5μπι，兼具大颗粒的特征，有利于回收。
[0018]3、铁铝复合金属氧化物微纳米材料的制备方法简单易行，且成本较低。
【附图说明】
[0019]图1是本发明实施例1中尿素添加量为9mmol时制备所得铁铝复合金属氧化物微纳米材料的表征结果，其中，(a)和(c)是扫描电子显微镜图(SEM)，(b)和(d)是能量分散X-射线衍射图(EDX)。
[0020]图2是本发明实施例2中尿素添加量为21mmol时制备所得铁铝复合金属氧化物微纳米材料的表征结果，其中，(a)和(c)是扫描电子显微镜图(SEM)，(b)和(d)是能量分散X-射线衍射图(EDX)。
[0021]图3是本发明实施例3中尿素添加量为36mmol时制备所得铁铝复合金属氧化物微纳米材料的表征结果，其中，(a)和(c)是扫描电子显微镜图(SEM)，(b)和(d)是能量分散X-射线衍射图(EDX)。
[0022]图4是本发明实施例4中2，2’，4，4’_四溴联苯醚(BDE-47)在一系列催化剂上的降解效率柱状图。
【具体实施方式】
[0023]本发明提供一种铁铝复合金属氧化物微纳米材料、制备方法及多溴联苯醚降解方法，铁铝复合金属氧化物微纳米材料是由纳米颗粒组成的微米粒子，其物相是由铁和铝组成的复合金属氧化物，其中，铁和铝的原子比为I?10:1?10。采用本发明的铁铝复合金属氧化物微纳米材料，能稳定、高效、快速、低温降解多溴联苯醚，该材料有利于回收，而且制备方法简单易行，且成本较低。
[0024]根据本发明的一种实施方式，铁铝复合金属氧化物微纳米材料是由纳米颗粒组成的微米粒子，其物相是由铁和铝组成的复合金属氧化物，其中，铁和铝的原子比为0.1?10，微米颗粒的粒径为0.21?2.5μπι，纳