一种类芬顿复合催化剂膜材料及其制备方法和应用与流程

al2o3原位浸渍负载，所得混合液超声使均匀分散；以tio2/石墨烯薄膜为基底，加入混合液，静置8-12 h使其均匀沉积到石墨烯膜另一面，压实后再干燥，250 ℃-350 ℃焙烧，使用无水乙醇冲洗制得紫外光协同类芬顿复合催化剂膜材料。
9.优选的，上述tio2/石墨烯薄膜的焙烧温度为400℃。
10.优选的，上硝酸铁和硝酸钴按照摩尔比co:fe=1:1混合配制成前驱体溶液。
11.优选的，上述压实后再干燥的温度为80 ℃，干燥24 h，再在350 ℃中焙烧3 h。
12.上述制备方法制得的紫外光协同类芬顿复合催化剂膜材料。
13.上述紫外光协同类芬顿复合催化剂膜材料在通过光催化氧化降解水中有机污染物产品制备中的应用。
14.有益效果：表面负载二氧化钛克服了传统复合光催化剂遮盖光反应位点的弊端，提高了光催化反应效率；掺杂碳纳米纤维增强了石墨烯的柔性，耐温性和孔道结构，石墨烯电导率较高，在对光面二氧化钛发生光催化反应时，可以有效降低光生电子和空穴的复合率，且将光生电子有效利用到降解污染物和助类芬顿反应；γ-al2o3拥有较大的比表面积和反应活性，将活性组分钴和铁负载其上可增加反应位点，从而增强催化效率，并降低反应过程中钴和铁的浸出，增强了背光面催化剂的负载效果和分散性。复合催化剂为膜材料，可多次重复利用，有利于催化剂和反应液的分离。
15.附图说明
16.图1是本发明实施例1~4制备的类芬顿复合催化剂膜材料结合对比实验1~4催化降解污染物图(自下而上依次为对比实验1、对比实验2、对比实验3、对比实验4、实施例1、实施例2、实施例3、实施例4)。
17.具体实施方式
18.实施例1本实施例中，紫外光协同类芬顿复合催化剂膜材料具体制备方法如下：（1）取100 ml 3.5 g/l的氧化石墨烯分散液，加入3.5 g纳米纤维素，在室温下搅拌6 h，再将混合液超声30 min，使用bucher漏斗过滤，将得到的氧化石墨烯/cnf薄膜在使用重物压实放在滤纸之间，并在室温下干燥；在80 ℃水浴密封烧杯中，将制备的氧化石墨烯膜浸入到质量分数为45 %的hi溶液中，还原10 min，取出用无水乙醇冲洗，在80 ℃烘箱中使用重物按压12 h，得到柔性石墨烯薄膜。
19.（2）配制含(nh4)2tif6浓度0.1 mol
·
l-1
和h3bo3浓度0.3 mol
·
l-1
的混合水溶液，加入1.5 g/l锐钛矿型tio2纳米晶，搅拌后过滤得反应溶液。
20.（3）以柔性石墨烯薄膜为基底放置在沉积用反应溶液中，在40 ℃下静置沉积tio2薄膜，12 h取出，用去离子水冲洗干净，在烘箱中干燥，再经200 ℃焙烧2 h。
21.（4）称取10 gγ-al2o3，1.21 g硝酸铁和0.87 g硝酸钴，加入盛有100ml去离子水的烧杯中，搅拌12 h，再放入40khz超声水浴锅中超声1 h，得co/fe-γal2o3前驱体溶液。
22.（5）柔性石墨烯薄膜为基底，空白面朝上，倒入co/fe-γal2o3前驱体溶液，原位沉
薄膜，12 h后取出，用去离子水冲洗干净，在烘箱中干燥，再经350 ℃焙烧2 h。
35.（4）称取10 gγ-al2o3，1.21 g硝酸铁和0.87 g硝酸钴，加入盛有100ml去离子水的烧杯中，搅拌12 h，再放入40 khz超声水浴锅中超声1 h，得co/fe-γal2o3前驱体溶液。
36.（5）柔性石墨烯薄膜为基底，空白面朝上，倒入co/fe-γal2o3前驱体溶液，原位沉积co/fe-γal2o3复合催化剂30 min，成膜后在80 ℃烘箱中干燥，再放入马弗炉中在350 ℃焙烧形成复合催化剂膜材料。
37.将制备好的紫外光协同类芬顿复合催化剂膜材料用于紫外光芬顿催化氧化降解水中有机污染物，水中cod为5000 mg/l。
38.催化材料投加方式如下：取大约5 g紫外光协同类芬顿复合催化剂膜材料使用金属夹具固定，伸入反应器中，二氧化钛面朝向紫外光，在反应器中加入1 l cod含量为5000 mg/l的有机废水，加入10 ml 30 wt.%双氧水，反应30 min，取出水样检测其剩余cod含量。
39.实施例4本实施例中，紫外光协同类芬顿复合催化剂膜材料具体制备方法如下：（1）取100 ml3.5 g/l的氧化石墨烯分散液，加入6.5 g纳米纤维素，在室温下搅拌6 h，再将混合液超声30 min，使用bucher漏斗过滤，将得到的氧化石墨烯/cnf薄膜在一定的压力下放在滤纸之间，并在室温下干燥；在80 ℃水浴密封烧杯中，将制备的氧化石墨烯膜浸入到质量分数为45 %的hi溶液中，还原10 min，取出用无水乙醇冲洗，在80 ℃烘箱中使用重物按压12 h，得到柔性石墨烯薄膜。
40.（2）配制含(nh4)2tif6浓度0.1 mol
·
l-1
和h3bo3浓度0.3 mol
·
l-1
的混合水溶液，加入少量锐钛矿型tio2纳米晶，搅拌后过滤得反应溶液。
41.（3）以柔性石墨烯薄膜为基底放置在沉积用反应溶液中，在40 ℃下静置沉积tio2薄膜，12 h后取出，用去离子水冲洗干净，在烘箱中干燥，再经400 ℃焙烧2 h。
42.（4）称取10 gγ-al2o3，1.21 g硝酸铁和0.87 g硝酸钴，加入盛有100ml去离子水的烧杯中，搅拌12 h，再放入40 khz超声水浴锅中超声1 h，得co/fe-γal2o3前驱体溶液。
43.（5）柔性石墨烯薄膜为基底，空白面朝上，倒入co/fe-γal2o3前驱体溶液，原位沉积co/fe-γal2o3复合催化剂30 min，成膜后在80 ℃烘箱中干燥，再放入马弗炉中在400 ℃焙烧形成复合催化剂膜材料。
44.将制备好的紫外光协同类芬顿复合催化剂膜材料用于紫外光芬顿催化氧化降解水中有机污染物，水中cod为5000 mg/l。
45.催化材料投加方式如下：取大约5 g紫外光协同类芬顿复合催化剂膜材料使用金属夹具固定，伸入反应器中，二氧化钛面朝向紫外光，在反应器中加入1 l cod含量为5000 mg/l的有机废水，加入10 ml 30wt.%双氧水，反应30 min，取出水样检测其剩余cod含量。
46.对比实验1无催化材料投加条件下，将有机废水在紫外光照和外加双氧水条件下进行降解处理，反应30 min，对水中cod含量进行检测分析。
47.对比实验2按照实施例2中的方法制备二氧化钛/石墨烯膜材料，将其按照5 g/l的用量夹取固定在反应器中，二氧化钛面朝向紫外光，在反应器中加入1 l cod含量为5000 mg/l的有机废水，加入10 ml 30%双氧水，反应30 min，取出水样检测其剩余cod含量。
48.对比实验3按照实施例2中的方法制备石墨烯/co/fe-γal2o3复合材料，将其按照5 g/l的用量夹取固定在反应器中，空白面朝向紫外光，在反应器中加入1 l cod含量为5000 mg/l的有机废水，加入10 ml 30%双氧水，反应30 min，取出水样检测其剩余cod含量。
49.对比实验4按照实施例2中的方法制备柔性石墨烯膜材料，将其按照5 g/l的用量夹取固定在反应器中，二氧化钛面朝向紫外光，在反应器中加入1 l cod含量为5000 mg/l的有机废水，加入10 ml 30%双氧水，反应30 min，取出水样检测其剩余cod含量。
50.本发明并不限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在获知本发明中记载内容后，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对其作出若干同等变换和替代，这些同等变换和替代也应视为属于本发明的保护范围。