一种氧化铁臭氧催化剂、制备方法及应用

本公开涉及污水处理环境领域，尤其涉及一种氧化铁臭氧催化剂、制备方法及应用。

背景技术：

1、水资源短缺日益成为亟待解决的全球性问题。我国是缺水国家，城市污水再生与循环利用过程的水质安全十分重要，包括化学安全性。有机污染物，包括难降解有机污染物，严重危害人类与生态健康。由于常规水处理工艺难以对其高效降解，继续开发新型水处理技术。高级氧化剂技术包括臭氧、芬顿氧化等可以对有机污染物进行降解，提高水质化学安全性。但是，高级氧化剂技术效率往往受限于低反应特性。

2、臭氧技术仍然有缺点限制其应用，例如臭氧和污染物之间的反应是选择性的，并且一些有机物臭氧氧化过程是不完全的。催化臭氧技术带来新的机遇与希望，催化臭氧产生更羟基自由基，可以非选择性地攻击难降解有机物,其优势包括降低所需臭氧投加量，提高污染物降解效率。由于催化臭氧过程对有机污染物的矿化作用，从而阻止其进入水体，有效确保了水环境安全。因此，开发高性能臭氧催化剂，可以提升有机物降解效率，提升水质化学安全性，保护人类健康。

技术实现思路

1、本公开提供了一种氧化铁臭氧催化剂、制备方法及应用，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。

2、根据本公开的第一方面，提供了一种氧化铁臭氧催化剂制备方法，包括：

3、将致孔剂溶解于有机溶剂，加热搅拌至完全溶解，得到第一溶液；

4、在所述第一溶液中加入乙酸，搅拌10-60min，得到第二溶液；

5、在所述第二溶剂中加入钛盐和铁盐，搅拌0.5-2h，得到第三溶液；

6、将所述第三溶液干燥18-48h，得到铁钛凝胶；

7、将干燥后的铁钛凝胶进行煅烧，得到所述氧化铁臭氧催化剂。

8、进一步的，所述致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇中的一种或多种。

9、进一步的，所述有机溶剂为乙醇、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、n-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。

10、进一步的，所述铁盐为乙酰丙酮铁、异丙醇铁、草酸铁、醋酸铁、氯化铁、硝酸铁、硫酸铁中的一种或多种。

11、进一步的，所述钛盐为钛酸四丁酯、四氯化钛、钛酸异丙酯中的一种或多种。

12、进一步的，所述将致孔剂溶解于有机溶剂，加热搅拌至完全溶解，得到第一溶液，包括：

13、将所述致孔剂加入所述有机溶剂后，将溶液在油浴加热60～80℃，并搅拌1～4h后，得到所述第一溶液。

14、进一步的，所述将所述第三溶液干燥18-48h，得到铁钛凝胶，包括：

15、将所述第三溶液在烘箱中40-80℃干燥24-48h，得到所述铁钛凝胶。

16、进一步的，所述将干燥后的铁钛凝胶进行煅烧，得到所述氧化铁臭氧催化剂，包括：

17、将所述铁钛凝胶在温度600-1000℃中煅烧3-5h，得到所述氧化铁臭氧催化剂。

18、根据本公开的第二方面，提供了一种氧化铁臭氧催化剂，它是由上述任意一项所述的制备方法制备得到。

19、根据本公开的第三方面，提供了一种氧化铁臭氧催化剂的应用，所述氧化铁臭氧催化剂应用于催化氧化水处理。

20、根据本公开的一种可实施方式，至少具有以下有益效果：

21、本公开提供了一种氧化钛臭氧催化剂、制备方法及应用，包括：采用有机致孔剂溶解于有机溶剂，加热搅拌使其完全溶解，然后加入一定量乙酸搅拌，随后加入钛盐和铁盐搅拌进行配位反应，干燥煅烧得到氧化钛臭氧催化剂。本公开根据该方法制备的催化剂及其在催化臭氧体系中的应用。本公开制备的催化剂形貌为片状结构，具有较高的催化臭氧性能，有机污染物降解效率高，抗干扰能力强，具有可重复利用及经济成本低等优点；本公开的制备方法简单，质量控制容易，使用范围广。

22、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种氧化铁臭氧催化剂制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙醇、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、n-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述铁盐为乙酰丙酮铁、异丙醇铁、草酸铁、醋酸铁、氯化铁、硝酸铁、硫酸铁中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述钛盐为钛酸四丁酯、四氯化钛、钛酸异丙酯中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述将致孔剂溶解于有机溶剂，加热搅拌至完全溶解，得到第一溶液，包括：

7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述将所述第三溶液干燥18-48h，得到铁钛凝胶，包括：

8.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述将干燥后的铁钛凝胶进行煅烧，得到所述氧化铁臭氧催化剂，包括：

9.一种氧化铁臭氧催化剂，其特征在于：它是由权利要求1-8任意一项所述的制备方法制备得到。

10.权利要求9所述氧化铁臭氧催化剂应用于催化氧化水处理。

技术总结
本公开提供了一种氧化钛臭氧催化剂、制备方法及应用，包括：采用有机致孔剂溶解于有机溶剂，加热搅拌使其完全溶解，然后加入一定量乙酸搅拌，随后加入钛盐和铁盐搅拌进行配位反应，干燥煅烧得到氧化钛臭氧催化剂。本公开根据该方法制备的催化剂及其在催化臭氧体系中的应用。本公开制备的催化剂形貌为片状结构，具有较高的催化臭氧性能，有机污染物降解效率高，抗干扰能力强，具有可重复利用及经济成本低等优点；本公开的制备方法简单，质量控制容易，使用范围广。

技术研发人员：王辉,姜忠义,张显娟,张润楠,徐凯,成丽娟,郑瑜,逄霄
受保护的技术使用者：天津大学浙江研究院
技术研发日：
技术公布日：2025/3/27