一種分子印跡型多相類Fenton催化劑及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及類Fenton催化劑制備領域，具體涉及一種分子印跡型多相類Fenton催化劑及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]隨著工業(yè)的發(fā)展，綜合廢水的成分變得越來越復雜，廢水的處理也變得越來越困難。但是，我們發(fā)現(xiàn)在實際廢水中，難降解的有機污染物大都濃度較低，其他易降解的有機污染物濃度則相對很高。使用化學氧化法處理此類廢水導致廢水中本可采用更經(jīng)濟的生物法處理的高濃度的易降解物質(zhì)也被氧化，增加了處理成本。因此，研究一個有效的選擇性氧化技術非常重要。
[0003]在化學氧化中，多相Fenton法作為一個有效的處理技術在過去幾十年已成功地使用在有毒有害有機污染物的降解并提高廢水的可生化性。由于Fenton技術是以鐵與過氧化氫反應產(chǎn)生的高活性和沒有選擇性的羥基自由基(.0H)作為氧化劑降解廢水中的有機污染物，因此，當廢水中有多種污染物存在時它仍然難以實現(xiàn)選擇性的降解某一種有害物質(zhì)?？紤]到多相Fenton催化過程是反應物分子首先被吸附至固體催化劑表面然后進行氧化，因此，可以通過提高催化劑對目標污染物的選擇性吸附來提高選擇性氧化。
[0004]分子印跡材料由于其分子識別能力，特定的吸附性能已被廣泛研究，并且應用于分離和傳感器中?？紤]到分子篩包含大量由Na+或骨架上的Al3+產(chǎn)生的路易斯酸中心，這些路易斯酸結(jié)合位點可以與路易斯堿相結(jié)合，這些特點為分子印跡技術的應用提供了理論基礎。此外，分子篩的離子交換是在帶有Al3+的骨架上進行的，每一個A13+所帶的一個負電荷，不僅可以結(jié)合Na+，也可以結(jié)合其它陽離子，故Fe3+可以進入分子篩的晶格取代鈉離子改性分子篩成為類Fenton催化劑。
[0005]因此，利用分子印跡技術改性分子篩并負載Fe3+制備的分子印跡型多相類Fenton催化劑既可以實現(xiàn)對混合體系中某種物質(zhì)的選擇性吸附又能達到催化氧化的處理效果，并以此實現(xiàn)多相類Fenton技術的選擇性氧化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種分子印跡型多相類Fenton催化劑及其制備方法和應用。
[0007]本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下:
[0008]1.一種分子印跡型多相類Fenton催化劑由4A分子篩、硝酸高鐵鹽和亞甲基藍(MB)制成，所述的分子印跡型多相類Fenton催化劑為籃色固體粉末，不溶于水、乙醇、硫酸、鹽酸和氨水。
[0009]2.一種分子印跡型多相類Fenton催化劑的制備方法，操作步驟如下:
[0010]1)將10g 4A分子篩添加到200mL用模板分子亞甲基藍配制的飽和溶液中，調(diào)整pH為4，保持水溫80°C恒溫水浴一周。接著用索氏提取洗脫模板分子，持續(xù)24h，所述索氏提取溶劑是甲醇和乙酸的混合物，甲醇和乙酸的體積比為9:1，獲得的沉淀依次用乙醇、pH=4的鹽酸和去離子水清洗，自然光干燥后得到改性的4A分子篩粉末。
[0011]2)將20g改性的4A分子篩粉末加入到200mL的Fe (N03) 3.9H20溶液中，控制pH=4，在30°C條件下恒溫子里攪拌24h，反應完后將所得沉淀用超純水洗滌至濾液中無鐵離子，過濾，置于烘箱中烘干后充分研磨，即得到分子印跡型多相類Fenton催化劑M1-FZ，烘干條件為105°C，烘干時間為12h，粉末的粒徑為150?200目。
[0012]作為參照，制備過程中未使用步驟1，而其他步驟都相同制備得到未印記的多相類Fenton催化劑FZ。
[0013]3.一種分子印跡型多相類Fenton催化劑的應用是將分子印跡型多相類Fenton催化劑應用于有機污水處理。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點:
[0015]1.傳統(tǒng)的分子印跡聚合物多為有機分子印跡聚合物，其容易產(chǎn)生坍塌和膨脹，而本發(fā)明制備的全無機型分子印跡聚合物穩(wěn)定性好、使用壽命長的特點，此外提高了類Fenton技術的氧化選擇性。
[0016]2.本發(fā)明的突出特點在于制備方法簡便易行，所制備分子印跡型多相類Fenton催化劑對目標污染物具有較高的氧化選擇性，穩(wěn)定性好，使用壽命較長，減少二次污染，更在一定程度上節(jié)約了污水處理的成本，為有機廢水的處理提供新的思路。
【附圖說明】
[0017]圖1為分子印跡型多相類Fenton催化劑M1-FZ和未印記的多相類Fenton催化劑(FZ)對MB的吸附容量圖。
[0018]圖2為分子印跡型多相類Fenton催化劑M1-FZ和未印記的多相類Fenton催化劑(FZ)對MB的降解效率圖。
[0019]圖3為分子印跡型多相類Fenton催化劑在重復使用下對MB的降解效率圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。本發(fā)明技術方案不局限于以下所例舉的具體實施例。
[0021]實施例1
[0022]—種分子印跡型多相類Fenton催化劑的制備，步驟如下:
[0023]1.將10g 4A分子篩添加到200mL用模板分子亞甲基藍配制的飽和溶液中，調(diào)整pH為4，保持水溫80°C恒溫水浴一周。接著用索氏提取洗脫模板分子，持續(xù)24h，所述索氏提取溶劑是甲醇和乙酸的混合物，甲醇和乙酸的體積比為9:1，獲得的沉淀依次用乙醇、pH=4的鹽酸和去離子水清洗，自然光干燥后得到改性的4A分子篩粉末。
[0024]2.將20g改性的4A分子篩粉末加入到200mL的Fe (N03) 3.9H20溶液中，控制pH=4，在30°C條件下恒溫子里攪拌24h，反應完后將所得沉淀用超純水洗滌至濾液中無鐵離子，過濾，置于烘箱中烘干后充分研磨，即得到分子印跡型多相類Fenton催化劑，烘干條件為105°C，烘干時間為12h，粉末的粒徑為150?200目，即得到分子印跡型多相類Fenton催化劑M1-FZ。
[0025]作為參照，制備過程中未使用步驟1，而其他步驟都相同制備得到未印記的多相類Fenton催化劑FZ。
[0026]實施例2
[0027]—種分子印跡型多相類Fenton催化劑的應用:
[0028]取100mL濃度為10mg/L的MB溶液(濃度為10mg/L)兩份于兩個250mL錐形瓶中，分別加入60mg實施例1所得的ΜΙ-FZ和FZ兩種催化劑，調(diào)節(jié)pH = 4，置于30°C恒溫水浴震蕩器中吸附，每隔一段時間取樣測其吸附容量。計算得到ΜΙ-FZ對MB的平衡吸附量為44.6mg g \達到吸附平衡的時間約為3h ;FZ對MB的平衡吸附量為15.6mg g \達到吸附平衡的時間約為lh ;且ΜΙ-FZ和FZ對MB的吸附符合擬二級動力學方程。
[0029]實施例3
[0030]—種分子印跡型多相類Fenton催化劑的應用:
[0031]取100mL濃度為100mg/L的雙酚A(BPA)溶液于250mL錐形瓶中，分別加入60mg實施例1所得的ΜΙ-FZ和FZ兩種催化劑，調(diào)節(jié)pH = 4，置于