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基本信息

項(xiàng)目名稱：
硅藻土基納米FeOOH復(fù)合材料的制備及光催化性能
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
目的 研究硅藻土基納米FeOOH復(fù)合材料在對(duì)綜合型醫(yī)院廢水處理性能 。方法 在堿性環(huán)境中，利于氫氧化鈉與氯化鐵進(jìn)行反應(yīng)并加入硅藻土制備復(fù)合材料。結(jié)果 在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，本法對(duì)綜合性醫(yī)院廢水處理后檢測(cè)化學(xué)需氧量，消解后去除率可達(dá)到85%以上 結(jié)論 將本法用于制備硅藻土基納米FeOOH復(fù)合材料在對(duì)綜合性醫(yī)院廢水處理的實(shí)際應(yīng)用中具有良好的效果并且可以重復(fù)利用，降低成本。
詳細(xì)介紹：
利用一定濃度和比率的氯化鐵和氫氧化鈉反應(yīng)制備羥基氧化鐵，并將其負(fù)載在一定量的硅藻土多孔材料上制備新型光催化材料。采用可見光照射-類芬頓高級(jí)氧化技術(shù)處理醫(yī)藥廢水，通過改變?nèi)齼r(jià)鐵與硅藻土的投加比、溶液pH值、反應(yīng)時(shí)間、有機(jī)物含量、雙氧水含量等條件分析探討新型光催化材料的最佳制備條件和對(duì)醫(yī)藥廢水的光催化性能。

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

目的：本作品旨在發(fā)明一種新型的廉價(jià)高效的光催化材料，將其應(yīng)用在醫(yī)藥廢水處理方面，提高其處理效果。 基本思路：利用一定濃度和比率的氯化鐵和氫氧化鈉反應(yīng)制備羥基氧化鐵，并將其負(fù)載在一定量的硅藻土多孔材料上制備新型光催化材料。采用可見光照射-類芬頓高級(jí)氧化技術(shù)處理醫(yī)藥廢水，通過改變?nèi)齼r(jià)鐵與硅藻土的投加比、溶液pH值、反應(yīng)時(shí)間、有機(jī)物含量、雙氧水含量等條件分析探討新型光催化材料的最佳制備條件和對(duì)醫(yī)藥廢水的光催化性能。 創(chuàng)新點(diǎn)：將羥基氧化鐵負(fù)載在硅藻土上制備了新型光催化材料，并利用其采用可見光照射-類芬頓高級(jí)氧化技術(shù)處理醫(yī)藥廢水，評(píng)價(jià)光催化性能。 技術(shù)關(guān)鍵和指標(biāo)：光催化材料的制備條件。廢水COD（化學(xué)需氧量）的去除率。

科學(xué)性、先進(jìn)性

傳統(tǒng)的光催化材料納米 T i O2具有良好的抗光腐蝕性和化學(xué)穩(wěn)定性, 光催化效率高,但對(duì)自然光的利用率較低,目前對(duì)其進(jìn)行摻雜改性和有機(jī)、無機(jī)復(fù)合,試圖使其光催化反應(yīng)由紫外區(qū)擴(kuò)展到可見光區(qū)。羥基氧化鐵以納米微晶和膠體廣泛分布于土壤和水體中, 不僅具備穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)和較高比表面積, 而且在可見光甚至無光照條件下都能進(jìn)行一定的 (光 )催化氧化作用。最近幾年, 鐵的(氧)氫氧化物 /二氧化鈦復(fù)合、 氧化鐵 /粘土復(fù)合提高光催化效率已有初步研究。硅藻土經(jīng)常被利用作各種催化材料的載體，但應(yīng)用礦物天然自凈化原理將羥基氧化鐵與硅藻土復(fù)合組裝尚未見報(bào)道。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

無

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

無

作品可展示的形式

照片、圖表、論文等

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

該作品發(fā)明了一種新型的硅藻土基納米FeOOH復(fù)合光催化材料，其制備條件為：在0.1mol/L氯化鐵溶液中加入一定量的硅藻土，利用8mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為12，并且用磁力攪拌器強(qiáng)力攪拌2h 。與現(xiàn)有的單一納米羥基氧化鐵、硅藻土及其他材料相比，對(duì)醫(yī)藥廢水中有機(jī)污染物具有較高的去除效果。 該發(fā)明可適用于難降解醫(yī)藥、化工有機(jī)廢水的預(yù)處理及少量有機(jī)廢水的最終處理。在見光條件下，恒溫振蕩2h，調(diào)節(jié)pH=3，以及加入H2O2等條件下，對(duì)有機(jī)物去除率達(dá)85%以上。由于該材料能充分利用太陽光中的可見光部分能量，避免了傳統(tǒng)材料二氧化鈦主要利用紫外光能量的缺陷，并且制作材料來源廣泛、價(jià)格低廉，能夠節(jié)約能源和處理成本，具有廣闊的應(yīng)用前景。

同類課題研究水平概述

醫(yī)藥廢水有機(jī)物濃度高、可生化性差、色度深、成分復(fù)雜，屬難降解有機(jī)廢水。目前對(duì)其處理主要采取先預(yù)處理，使有機(jī)物發(fā)生部分氧化，形成可生物降解的中間產(chǎn)物，提高其可生化性，再結(jié)合生物處理技術(shù)去除污染物，達(dá)到排放要求。其中，運(yùn)用光催化氧化技術(shù)處理醫(yī)藥廢水已成為研究熱點(diǎn)之一。Photo—Fenton氧化技術(shù)是在Fenton氧化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型高級(jí)氧化工藝(AOPs)。與傳統(tǒng)Fenton法及光解作用相比．該技術(shù)通過氧化劑(03、H202等)在紫外(或可見)光的激發(fā)和催化劑Fe2+(Fe3+的光解作用使Fe2+再生)的催化作用下，能產(chǎn)生更多的具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基，將絕大多數(shù)有機(jī)物徹底氧化成CO2、H20和其他無機(jī)物，與其他的光化學(xué)處理方法相比，具有反應(yīng)速度快，耗時(shí)短，反應(yīng)條件溫和(常溫、常壓)，操作條件易于控制等明顯的優(yōu)勢(shì)。 傳統(tǒng)的光催化材料納米 T i O2具有良好的抗光腐蝕性和化學(xué)穩(wěn)定性, 光催化效率高,但對(duì)自然光的利用率較低,目前對(duì)其進(jìn)行摻雜改性和有機(jī)、無機(jī)復(fù)合,試圖使其光催化反應(yīng)由紫外區(qū)擴(kuò)展到可見光區(qū)。羥基氧化鐵以納米微晶和膠體廣泛分布于土壤和水體中, 不僅具備穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)和較高比表面積, 而且在可見光甚至無光照條件下都能進(jìn)行一定的 (光 )催化氧化作用。最近幾年, 鐵的(氧)氫氧化物 /二氧化鈦復(fù)合、 氧化鐵 /粘土復(fù)合提高光催化效率已有初步研究。硅藻土經(jīng)常被利用作各種催化材料的載體，但應(yīng)用礦物天然自凈化原理將羥基氧化鐵與硅藻土復(fù)合組裝尚未見報(bào)道。 本作品嘗試將羥基氧化鐵與硅藻土復(fù)合制備新型光催化材料，并利用其在可見光下采用類芬頓試劑技術(shù)處理醫(yī)藥廢水有機(jī)污染物，評(píng)價(jià)其催化性能，篩選最佳實(shí)驗(yàn)條件。
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