一种单宁泡沫负载纳米零价铁催化剂的制备方法及应用

本发明涉及一种单宁泡沫负载纳米零价铁催化剂的制备方法，属于材料。

背景技术：

0、技术背景

1、纳米零价铁(fenps)具有高比表面积以及高反应活性，在对污染物降解方面受到广泛关注(galdames a,ruiz-rubio l,orueta m,et al.zero-valent ironnanoparticles for soil and groundwater remediation[j].international journalof environmental research andpublic health,2020,17(16):5817.)。然而，fenps的高的表面能使其不可避免地存在团聚问题，从而降低了其化学反应活性。(tang h,wang j,zhang s,et al.recent advances in nanoscale zero-valent iron-based materials:characteristics,environmental remediation and challenges[j].journal ofcleanerproduction,2021,319:128641.)。为防止fenps团聚，将其负载在载体上制备非均相催化剂。但是通常由于载体和零价铁之间作用力弱，fenps易脱落，造成催化活性降低，形成二次污染。

2、因此，亟需开发一种高分散型稳定的高效纳米零价铁催化剂。

技术实现思路

1、本发明针对现有纳米零价铁分散性和稳定性方面存在的问题，提供了一种单宁泡沫负载零价铁催化剂的制备方法。本发明的特点是利用绿色环保的单宁，制备得到单宁泡沫。单宁泡沫能将铁锚定在材料上，从而得到分散性好的单宁泡沫负载纳米零价铁催化剂。制备的单宁泡沫负载纳米零价铁催化剂催化活性高，对抗生素具有优异的去除效率，经6次循环后对抗生素仍然有较高的去除效率。

2、本发明提供了一种基于单宁泡沫负载纳米零价铁的方法包括以下步骤：

3、(1)将植物单宁溶解后加入交联剂、交联催化剂以及表面活性剂搅拌发泡。随后将发泡后单宁置于烘箱中固化，制得单宁泡沫(tf)。

4、(2)将(1)中所制备的单宁泡沫浸渍于铁离子溶液中，浸渍处理后进行固液分离，将分离所得固体材料进行还原处理即制得单宁泡沫负载纳米零价铁催化剂(tf-fenps)。

5、进一步的，所述步骤(1)所述发泡过程为：将一定量的单宁溶于适量水中，机械搅拌下同时加入多元胺类和磺酸，最后加入非离子型表面活性剂，继续搅拌至不再发泡。然后放入普通烘箱烘干。

6、进一步的，所述步骤(2)铁离子与单宁泡沫的质量比为1-30％。

7、进一步的，所述步骤(2)所述还原过程为：使用硼氢化钠进行还原。

8、本发明还提供了一种单宁泡沫负载纳米零价铁催化剂的应用，具体为：将单宁泡沫负载纳米零价铁催化剂用于水中抗生素降解。

9、与现有技术相比，本发明具有如以下优点：

10、1、本发明提供的单宁泡沫能锚定铁，对铁有高分散作用以及防止其脱落。

11、2、本发明提供的单宁泡沫利用其孔结构可以限制fenps的过度生长，使得fenps粒径小。

12、3、本发明制备的tf-fenps材料中fenps分散性高，粒径小具有很高的反应活性，催化效率高。

技术特征：

1.一种单宁泡沫负载纳米零价铁催化剂的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：

2.根据权利1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述发泡过程为：将植物单宁溶于水中，机械搅拌下同时加入多元胺类和磺酸，最后加入非离子型表面活性剂，继续搅拌至不再发泡，然后放入烘箱烘干。

3.根据权利1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的铁离子溶液中的铁离子于单宁泡沫质量比为1-30％。

4.根据权利1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)所述还原过程为：使用硼氢化钠进行还原。

5.根据权利要求1-4所述任一方法制备的单宁泡沫负载纳米零价铁催化剂的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，将单宁泡沫负载纳米零价铁催化剂用于抗生素降解。

技术总结
本发明公开了一种单宁泡沫负载纳米零价铁催化剂的制备方法及应用：将单宁固化后负载纳米零价铁。将制备得到的单宁泡沫浸渍于铁离子溶液中，随后经固液分离进行还原即可。本发明所制备的单宁泡沫负载纳米零价铁催化剂将铁固定于单宁泡沫上，同时利用其结构限制纳米零价铁的过度生长，使得纳米零价铁分散性好且不易脱落，催化活性高，能高效去除水体中的抗生素。

技术研发人员：毛卉,贾双慧,肖萌,漆文茜,张萌
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13