一种磷掺杂铁酸锰催化剂的制备方法与流程

文档序号:13186360阅读:335来源:国知局

本发明涉及环境污染控制新材料领域,尤其涉及一种磷掺杂铁酸锰催化剂的制备方法。



背景技术:

随着科技的发展,来自工农业生产中产生的毒害有机污染物严重威胁着环境和人类的健康,寻求一种新型高效的环境治理技术具有重要的意义。光催化技术因其节能、高效、污染物降解彻底、无二次污染优点,目前已成为一种具有重要应用前景的新兴环境治理技术。近年来,新型高效的可见光光催化剂的研制成为光催化技术中的一个重要研究内容,其中具有表面等离子共振效应的光催化材料,因其独特的表面物理化学性质和高效的可见光光催化性能,成为研究的热点之一。

磷铁是一种磷化工生产中产生的废渣或者称为副产物的含有磷和铁的物质,如黄磷、钙镁磷肥副产的磷铁等。磷铁一般带有金属光泽的银灰色(或带黄色)固体,较坚硬且偏脆性,有一定的铁磁性。通过对磷铁进行化学元素分析,结果表明其含量最大的是铁元素,铁占55%~75%,其次是磷元素,磷占10%~20%。

虽然磷铁中含有大量的铁和磷元素,但其化学性质异常稳定,不像铁那样在空气中会缓慢氧化,也不像磷那样在空气中会立即氧化冒白烟甚至燃烧,磷铁可以在空气中长期稳定存在。说明磷铁中不存在单质态的磷和铁。磷铁的常规利用,可以作为炼钢的合金剂、脱氧剂,或制备磷酸钠。

铁酸锰是铁酸盐金属氧化物中的一种,因其独特的性能,被广泛关注,但铁酸锰在催化降解有机物方面的应用较少,有一些应用也是用于芬顿反应,效果一般。



技术实现要素:

本发明的目的是为克服现有技术的不足,提供一种磷掺杂铁酸锰催化剂的制备方法。

本发明采用的技术方案是依次包括如下步骤:

将50g磷铁矿石粉碎至10~50目,加入20~30g纯碱,用搅拌机搅拌均匀,置于马弗炉中,在800~1000℃下煅烧2~4h,煅烧结束后,加入到100~200ml浓度为0.2~0.5mol/l的氢氧化钠溶液中,剧烈搅拌下,再加入市售有效氯的质量分数为10%的次氯酸钠15~35ml,持续剧烈搅拌2~3h,最后加入1~3g氯化锰,继续搅拌2~4h,固液分离,去除上清液,蒸馏水洗涤固体3~4次,105℃烘干,再置于马弗炉中450~650℃下煅烧4~5h,冷却到室温,即得到一种磷掺杂铁酸锰催化剂。

本发明的优点是:利用磷铁为原材料,经过处理,得到磷掺杂铁酸锰催化剂,其中还有更多种微量的其他过度元素,可以获得更好的催化效果。

具体实施方式

以下进一步提供本发明的3个实施例:

实施例1

将50g磷铁矿石粉碎至10目,加入20g纯碱,用搅拌机搅拌均匀,置于马弗炉中,在800℃下煅烧2h,煅烧结束后,加入到100ml浓度为0.2mol/l的氢氧化钠溶液中,剧烈搅拌下,再加入市售有效氯的质量分数为10%的次氯酸钠15ml,持续剧烈搅拌2h,最后加入1g氯化锰,继续搅拌2h,固液分离,去除上清液,蒸馏水洗涤固体3次,105℃烘干,再置于马弗炉中650℃下煅烧5h,冷却到室温,即得到一种磷掺杂铁酸锰催化剂。

0.5g磷掺杂铁酸锰催化剂加入到120ml浓度为18mg/l的苯酚废水中,在120w的led灯照射下,反应120min,降解率为96.2%。

实施例2

将50g磷铁矿石粉碎至50目,加入30g纯碱,用搅拌机搅拌均匀,置于马弗炉中,在1000℃下煅烧4h,煅烧结束后,加入到200ml浓度为0.5mol/l的氢氧化钠溶液中,剧烈搅拌下,再加入市售有效氯的质量分数为10%的次氯酸钠35ml,持续剧烈搅拌3h,最后加入3g氯化锰,继续搅拌4h,固液分离,去除上清液,蒸馏水洗涤固体4次,105℃烘干,再置于马弗炉中450℃下煅烧4h,冷却到室温,即得到一种磷掺杂铁酸锰催化剂。

0.5g磷掺杂铁酸锰催化剂加入到120ml浓度为20mg/l的亚甲基蓝废水中,在120w的led灯照射下,反应90min,脱色率为97.4%。

实施例3

将50g磷铁矿石粉碎至40目,加入25g纯碱,用搅拌机搅拌均匀,置于马弗炉中,在900℃下煅烧3h,煅烧结束后,加入到200ml浓度为0.3mol/l的氢氧化钠溶液中,剧烈搅拌下,再加入市售有效氯的质量分数为10%的次氯酸钠35ml,持续剧烈搅拌3h,最后加入3g氯化锰,继续搅拌4h,固液分离,去除上清液,蒸馏水洗涤固体4次,105℃烘干,再置于马弗炉中550℃下煅烧5h,冷却到室温,即得到一种磷掺杂铁酸锰催化剂。

0.5g磷掺杂铁酸锰催化剂加入到120ml浓度为20mg/l的罗丹明b废水中,在120w的led灯照射下,反应90min,脱色率为96.6%。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种磷掺杂铁酸锰催化剂的制备方法,步骤如下:本发明采用的技术方案是依次包括如下步骤:将50g磷铁矿石粉碎至10~50目,加入20~30g纯碱,用搅拌机搅拌均匀,置于马弗炉中,煅烧2~4h,煅烧结束后,加入到100~200mL浓度为0.2~0.5mol/L的氢氧化钠溶液中,剧烈搅拌下,再加入市售有效氯的质量分数为10%的次氯酸钠15~35mL,持续剧烈搅拌2~3h,最后加入1~3g氯化锰,继续搅拌2~4h,固液分离,去除上清液,蒸馏水洗涤固体3~4次,烘干,煅烧,冷却到室温,即得到一种磷掺杂铁酸锰催化剂。本发明的优点是:利用磷铁为原材料,经过处理,得到磷掺杂铁酸锰催化剂,其中还有更多种微量的其他过度元素,可以获得更好的催化效果。

技术研发人员:张奕玮;马建锋
受保护的技术使用者:常州大学
技术研发日:2017.09.22
技术公布日:2017.12.15
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