一种高效降解BPA的FeO-g-C3N4催化材料的制备和应用

本发明涉及废水处理，具体涉及一种高效降解bpa的feo-g-c3n4催化材料的制备和应用。

背景技术：

1、目前，大量有毒有害的难降解的污染物随着工业废水和生活污水会排入环境体系中，对人类的健康造成了极大的威胁。其中，内分泌干扰物(edcs)作为新型环境微污染物存在于水资源当中。而bpa作为典型的内分泌污染物，对人类的神经、生殖和免疫系统造成危害。

2、传统降解内分泌干扰物bpa的方法有物理法、化学法、生物法和高级氧化法等。然而物理法由于污染物的成分复杂多样，物理法用于吸附的膜材料较为单一，会对污染物的吸附量造成较大的差异，因此会造成过滤效果不佳；生物法中存在较多的微生物，生存环境多样，并且大部分的污染物都有一定的生物毒性，因此生物法也有着较大的局限性。

3、高级氧化法(aops)又名深度氧化法。该技术具有多种优点，可以高效地处理污染物，处理周期相比于其他处理法更短，尤其针对于难降解的有机污染物可以将其完全矿化为无机物等。目前基于过一硫酸盐(pms)的非均相高级氧化法(sr-aops)在高效处理复杂水环境中的bpa时比其他aops技术更有应用前景。均相活化及非均相活化是主要的两种活化方式，但后者被认为是更有前景的方法。非均相催化剂又主要以金属基及碳基材料为主，但前者存在稳定性差，金属易浸出，比表面积及催化活性点位低等缺点，而传统的碳基材料存在高成本，低矿化率及持续性低等缺点，在实际水处理中的表现均不佳。因此，开发新型的催化剂来催化活化过硫酸盐成为研究的热点。因此，以g-c3n4为代表的非均相催化剂在处理难降解污染物方面引起了广泛的关注，具有易制备、无污染、高稳定性等优点。但是只含单个原子掺杂的石墨相氮化碳对催化活化过硫酸盐的降解效率较低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高效降解bpa的feo-g-c3n4催化材料的制备方法，对于铁掺杂石墨相氮化碳材料，适量添加氧掺杂之后，可以提高电子转移速率，从而提高催化活性。另一方面，采用的双原子feo-g-c3n4催化活化过硫酸盐降解bpa，降解效率高达88.75％。feo-g-c3n4催化剂稳定性良好，相比于传统的单原子氮化碳催化剂可以更好的催化活化过硫酸盐降解污染物。

2、一种高效降解bpa的feo-g-c3n4催化材料的制备方法，包括如下步骤：

3、步骤一：先将一定量的硝酸铁溶解，再向溶解液中加入一定量的三聚氰胺和草酸二水合物步骤二：通过无氧热解法对步骤一中的得到的混合液进行高温煅烧后得到feo-g-c3n4。

4、优选的，所述步骤二中，高温煅烧是指以3℃/min的升温速率升至600℃，然后保温3h。

5、优选的，所述步骤一中，硝酸铁，三聚氰胺和草酸二水合物的质量比为：1∶19∶2。

6、优选的，称取0.5g的硝酸铁溶解在30ml的去离子水中后加入9.5g的三聚氰胺和1g的草酸二水合物；

7、待混合搅拌后放入水浴锅中加热，水分蒸干后，将材料放入烘箱中干燥3h；

8、之后将固体材料研磨称粉末之后置于石英舟中，采用无氧热解法在管式炉中设置600℃高温，时间3h进行煅烧后得到的feo-g-c3n4。

9、优选的，所述feo-g-c3n4能够高效活化过硫酸盐降解bpa。

10、优选的，首先向bpa中加入过硫酸盐，然后再加入催化材料feo-g-c3n4，以产生so4·及·oh降解水中有机污染物。

11、优选的，所述的过硫酸盐为过一硫酸盐。

12、优选的，所述有机污染物与氧化剂过硫酸盐的摩尔比为1∶114。

13、优选的，所述有机污染物与催化材料feo-g-c3n4的质量比为1∶30。

14、本发明的优点在于：采用的双原子fe-o-g-c3n4催化活化过硫酸盐降解bpa，降解效率高达88.75％。fe-o-g-c3n4催化剂稳定性良好，相比于传统的氮化碳催化剂可以更好的催化活化过硫酸盐降解污染物；且对于铁掺杂石墨相氮化碳材料，适量添加氧掺杂之后，可以提高电子转移速率，从而提高催化活性，因此，相比于常规的铁掺杂氮化碳催化剂，铁、氧共掺杂石墨相多孔氮化碳催化材料(fe-o-g-c3n4)比表面积大，活性位点更多，催化效率高。

15、

技术特征：

1.一种高效降解bpa的feo-g-c3n4催化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种高效降解bpa的feo-g-c3n4催化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，高温煅烧是指以3℃/min的升温速率升至600℃，然后保温3h。

3.根据权利要求1所述的一种高效降解bpa的feo-g-c3n4催化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，硝酸铁，三聚氰胺和草酸二水合物的质量比为：1∶19∶2。

4.根据权利要求3所述的一种高效降解bpa的feo-g-c3n4催化材料的制备方法，其特征在于：称取0.5g的硝酸铁溶解在30ml的去离子水中后加入9.5g的三聚氰胺和1g的草酸二水合物；

5.根据权利要求1所述的一种高效降解bpa的feo-g-c3n4催化材料的应用，其特征在于：所述feo-g-c3n4能够高效活化过硫酸盐降解bpa。

6.根据权利要求1所述的一种高效降解bpa的feo-g-c3n4催化材料的应用，其特征在于：首先向bpa中加入过硫酸盐，然后再加入催化材料feo-g-c3n4，以产生so4·-及·oh降解水中有机污染物。

7.根据权利要求6所述的一种高效降解bpa的feo-g-c3n4催化材料的应用，其特征在于：所述的过硫酸盐为过一硫酸盐。

8.根据权利要求6所述的一种高效降解bpa的feo-g-c3n4催化材料的应用，其特征在于：所述有机污染物与氧化剂过硫酸盐的摩尔比为1∶114。

9.根据权利要求6所述的一种高效降解bpa的feo-g-c3n4催化材料的应用，其特征在于：所述有机污染物与催化材料feo-g-c3n4的质量比为1∶30。

技术总结本发明公开一种高效降解BPA的FeO‑g‑C3N4催化材料的制备和应用，包括如下步骤：先将一定量的硝酸铁溶解，再向溶解液中加入一定量的三聚氰胺和草酸二水合物，再通过无氧热解法对步骤一中的得到的混合液进行高温煅烧后得到FeO‑g‑C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;。采用的双原子FeO‑g‑C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;催化活化过硫酸盐降解BPA，降解效率高达88.75％。FeO‑g‑C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;催化剂稳定性良好，相比于传统的单原子氮化碳催化剂可以更好的催化活化过硫酸盐降解污染物；对于铁掺杂石墨相氮化碳材料，适量添加氧掺杂之后，可以提高电子转移速率，从而提高催化活性。技术研发人员：王慧,吴一昊,叶招莲,周凯程受保护的技术使用者：江苏理工学院技术研发日：技术公布日：2024/9/9