含双组分混合金属的光芬顿催化剂在污水处理中的应用

本发明涉及光芬顿催化剂污水处理，尤其涉及一种含双组分混合金属的光芬顿催化剂在污水处理中的应用。

背景技术：

1、近几十年来，由于药物和个人护理品（ppcps）在水环境中的“伪持续存在性”，人们逐渐意识到这种污染物在环境中的潜在危险。ppcps可以通过多种途径进入到环境中，其中包括了污水处理厂、工业园区、医院、水产养殖区、农田地表径流以及动物养殖区径流等。未经处理过的家庭、工业和医院的废水中含有部分难降解的ppcps，这些ppcps在处理不当的情况下，会被直接排放到水体中。比如过期的药品通过水池、排水沟、厕所或生活垃圾处理池进入到环境之中。由于其毒性较高，会对人体产生严重的危害，所以开发新型的水净化材料非常重要。

2、现有技术中多采用芬顿技术处理废水中的抗生素，公开号cn109364939a公开了一种利用生物炭负载铁锰双金属氧化物的光芬顿复合材料，对废水中的四环素具有优异的去除效果，但是该材料对废水中的其他抗生素，例如磺胺甲恶唑的处理效果很差。

3、公开号cn114618441a的中国专利公开了一种mil材料的可控制备方法及在多元醇的分离富集中的应用，采用羧酸配体和三价金属盐得到一维孔道结构的mil-53材料，利用mil-53优异的物理吸附性质分离富集多元醇，发生的是物理分离，而非光催化化学反应，也没有证明其可以进行抗生素的处理。因此，有待研发一种专用于处理磺胺甲恶唑的光芬顿催化材料。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种含双组分混合金属的光芬顿催化剂在污水处理中的应用，本发明公开了一种双组分的金属mil-100(fe, sc)光芬顿催化剂实现水中磺胺甲恶唑（smx）的高效降解处理。

2、为实现此技术目的，本发明采用如下方案：

3、含双组分混合金属的光芬顿催化剂在污水处理中的应用，将含sc和fe双组分混合金属的光芬顿催化剂和h2o2加入到含有磺胺类抗生素的污水中，在光照条件下进行反应；

4、其中，含sc和fe双组分混合金属的光芬顿催化剂的制备方法，按如下步骤进行：

5、s1、将sccl3·6h2o、fecl3·6h2o和h3btc置于反应容器中，再加入dmf，超声搅拌，直至溶液澄清，制得混合溶液；

6、s2、对混合溶液进行加热反应，反应结束后自然冷却，离心分离得到橙色粉末；

7、s3、将s2得到橙色粉末用去离子水和乙醇清洗，干燥清洗后产物；

8、s4、将s3干燥后产物进行真空活化，得到最终产物mil-100（sc，fe）光芬顿催化剂。

9、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明制备得到的双金属的mil-100(sc, fe)光芬顿催化剂为3d孔的介孔材料，sc、fe双金属规则排列与mil-100同构，催化剂杂质含量很低，纯度高，具有良好的结晶性，提高了可见光的利用率，能够在光芬顿条件下降解处理水中磺胺甲恶唑（smx），并在30min内降解率达到99%。

10、本发明的优选方案为：

11、s1中sccl3·6h2o、fecl3·6h2o、h3btc和dmf的物质的量之比为2：n：3：600，其中n=1或2或3或4或5。

12、s1中的反应容器为聚四氟乙烯瓶，超声搅拌的时间为30分钟。

13、s2中加热反应条件为在1h内将混合溶液温度升至110℃，并保温反应24小时。

14、s3中使用的去离子水和乙醇的温度均为50℃~60摄氏度，清洗时间为5天，每天清洗两次，其中第1和2天使用乙醇清洗，第3、4和5天使用去离子水清洗。

15、s3中干燥温度为60℃，干燥时间为24小时。

16、s4中的真空活化温度为110℃，真空活化时间为8小时。

技术特征：

1.一种含双组分混合金属的光芬顿催化剂在污水处理中的应用，其特征在于，将含sc和fe双组分混合金属的光芬顿催化剂和h2o2加入到含有磺胺类抗生素的污水中，在光照条件下进行反应；

2.根据权利要求1所述的含双组分混合金属的光芬顿催化剂在污水处理中的应用，其特征在于，s1中sccl3·6h2o、fecl3·6h2o、h3btc和dmf的物质的量之比为2：n：3：600，其中n=1或2或3或4或5。

3.根据权利要求1所述的含双组分混合金属的光芬顿催化剂在污水处理中的应用，其特征在于，s1中的反应容器为聚四氟乙烯瓶，超声搅拌的时间为30分钟。

4.根据权利要求1所述的含双组分混合金属的光芬顿催化剂在污水处理中的应用，其特征在于，s2中加热反应条件为在1h内将第一溶液温度升至110℃，并保温反应24小时。

5.根据权利要求1所述的含双组分混合金属的光芬顿催化剂在污水处理中的应用，其特征在于，s3中使用的去离子水和乙醇温度均为50℃~60℃，一天内清洗两次，清洗时间为5天，前两天用乙醇，后三天用去离子水。

6.根据权利要求1所述的含双组分混合金属的光芬顿催化剂在污水处理中的应用，其特征在于，s3中干燥温度为60℃，干燥时间为24小时。

7.根据权利要求1所述的含双组分混合金属的光芬顿催化剂在污水处理中的应用，其特征在于，s4中的真空活化温度为110℃，真空活化时间为8小时。

技术总结
本发明公开了一种含双组分混合金属的光芬顿催化剂在污水处理中的应用，涉及光芬顿催化剂技术领域。本发明制备得到的双金属的MIL‑100(Sc,Fe)光芬顿催化剂杂质含量很低，纯度高，具有良好的结晶性，提高了可见光的利用率，能够在光芬顿条件下降解水中磺胺甲恶唑（SMX）。

技术研发人员：李响,王博,冯霄,姚玉丽,辛宝平
受保护的技术使用者：北京理工大学唐山研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12