一种微米级类芬顿催化剂及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103285862A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103285862103285862A(43)申请公布日2013.09.11(21)申请号201310115822.X(22)申请日2013.04.03(71)申请人中南民族大学地址430074湖北省武汉市洪山区民族大道708申请人华中科技大学(72)发明人唐和清丁耀彬朱丽华韩小彦(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人夏惠忠(51)Int.Cl.B01J23/745(2006.01)C01G49/00(2006.01)G01N21/33(2006.01)G01N21/64(2006.01)C02F1/72(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书6页说明书6页附图3页附图3页(54)发明名称一种微米级类芬顿催化剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种类Fenton催化剂，该类Fenton催化剂是黄铜矿CuFeO2，其制备方法是将原料硝酸铁和硝酸铜溶于水中，加入碱和弱还原剂，制得溶胶，将所得溶胶进行水热反应，即得CuFeO2类Fenton催化剂。本发明类Fenton催化剂制备工艺简单，成本低廉，无有机溶剂，环保，化学活性稳定，因其颗粒为微米级，可快速沉降，故易回收，可多次重复利用。本发明类Fenton催化剂既可以作为天然过氧化物酶的替代品，又可用于食品、生物和环境样品中的H2O2含量的检测分析，还可用于对有机污染物的降解和矿化。CN103285862ACN1032856ACN103285862A权利要求书1/2页1.一种类Fenton催化剂，其特征在于，该类Fenton催化剂是黄铜矿CuFeO2。2.权利要求1所述的类Fenton催化剂在活化H2O2以产生强氧化性的羟自由基氧化酶底物实现对食品、生物或环境样品中的H2O2含量检测分析中的应用。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述的酶底物是苯甲酸，香豆素，对羟基苯甲酸，苯胺，邻苯二胺或3，3，5，5-四甲基联苯胺。4.权利要求1所述的类Fenton催化剂在活化H2O2以产生强氧化性的羟自由基实现对环境有机污染物的氧化降解和矿化中的应用。5.权利要求1所述的类Fenton催化剂在活化过硫酸盐以产生强氧化性的硫酸根自由基实现对环境有机污染物的氧化降解和矿化中的应用。6.根据权利要求4或5所述的应用，其特征在于，所述的环境有机污染物是有机染料类环境有机污染物、内分泌干扰素类环境有机污染物、抗生素类环境有机污染物或有机农药类环境有机污染物。7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述的有机染料类环境有机污染物是罗丹明B、甲基橙、孔雀石绿或亚甲基蓝；所述的内分泌干扰素类类环境有机污染物是壬基酚、双酚A、四溴双酚A或雌激素酮；所述的抗生素类环境有机污染物是四环素、土霉素或氯霉素；所述的有机氯农药类环境有机污染物是六氯苯、毒杀芬或DDT。8.一种类Fenton催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将原料硝酸铁和硝酸铜溶于水中；步骤二：加入沉淀剂碱制得黑褐色溶胶；步骤三：再加入弱还原剂制得黑褐色溶胶；步骤四：将所得黑褐溶胶进行水热反应，即得类Fenton催化剂CuFeO2。9.根据权利要求8所述的类Fenton催化剂的制备方法，其特征在于：步骤一所述的将原料硝酸铁和硝酸铜溶于水中的具体方法是：按Cu(NO3)2·3H2O与Fe(NO3)3·9H2O摩尔比为1：1的比例将其溶解在50～80mL水中，在温度为25～60℃搅拌2～6h；步骤二所述的加入沉淀剂碱制得黑褐色溶胶的具体方法是：向步骤一得到的溶液中逐滴加入沉淀剂，以沉淀剂与步骤(1)所用Cu(NO3)2·3H2O中的铜原子的摩尔比为2～∶30∶1，优选为10～∶30∶1，更优选为20∶1的比例确定沉淀剂的用量，在温度为25℃～50℃搅拌10～100min得到黑褐色溶胶；步骤三所述的再加入弱还原剂制得黑褐色溶胶的具体方法是：向步骤二得到的溶胶中再加入弱还原剂，以还原剂与步骤(1)所用Cu(NO3)2·3H2O中的铜原子的摩尔比为0.5～5∶1，优选为0.5～2∶1，更优选为1∶1的比例确定还原剂的用量，在温度为25℃～50℃搅拌5～10min得到黑褐色溶胶；步骤四所述的将所得黑褐溶胶进行水热反应，即得CuFeO2类Fenton催化剂的具体方法是：将步骤三得到的黑褐色溶胶转移到100mL聚四氟乙烯反应釜中在120～200℃，优选为160～200℃，更优选为180℃下保持12～96h得到微米级类Fenton催化剂CuFeO2。10.根据权利要求9所述的类Fenton催化剂的制备方法，其特征在于：步骤二中加入的沉淀剂是氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种或二种，当加入的沉淀剂为二种