基本信息
- 项目名称：
- 硅藻土基纳米FeOOH复合材料的制备及光催化性能
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 目的 研究硅藻土基纳米FeOOH复合材料在对综合型医院废水处理性能 。方法 在碱性环境中，利于氢氧化钠与氯化铁进行反应并加入硅藻土制备复合材料。结果 在最佳实验条件下，本法对综合性医院废水处理后检测化学需氧量，消解后去除率可达到85%以上 结论 将本法用于制备硅藻土基纳米FeOOH复合材料在对综合性医院废水处理的实际应用中具有良好的效果并且可以重复利用，降低成本。
- 详细介绍：
- 利用一定浓度和比率的氯化铁和氢氧化钠反应制备羟基氧化铁，并将其负载在一定量的硅藻土多孔材料上制备新型光催化材料。采用可见光照射-类芬顿高级氧化技术处理医药废水，通过改变三价铁与硅藻土的投加比、溶液pH值、反应时间、有机物含量、双氧水含量等条件分析探讨新型光催化材料的最佳制备条件和对医药废水的光催化性能。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的：本作品旨在发明一种新型的廉价高效的光催化材料，将其应用在医药废水处理方面，提高其处理效果。 基本思路：利用一定浓度和比率的氯化铁和氢氧化钠反应制备羟基氧化铁，并将其负载在一定量的硅藻土多孔材料上制备新型光催化材料。采用可见光照射-类芬顿高级氧化技术处理医药废水，通过改变三价铁与硅藻土的投加比、溶液pH值、反应时间、有机物含量、双氧水含量等条件分析探讨新型光催化材料的最佳制备条件和对医药废水的光催化性能。 创新点：将羟基氧化铁负载在硅藻土上制备了新型光催化材料，并利用其采用可见光照射-类芬顿高级氧化技术处理医药废水，评价光催化性能。 技术关键和指标：光催化材料的制备条件。废水COD（化学需氧量）的去除率。
科学性、先进性
- 传统的光催化材料纳米 T i O2具有良好的抗光腐蚀性和化学稳定性, 光催化效率高,但对自然光的利用率较低,目前对其进行掺杂改性和有机、无机复合,试图使其光催化反应由紫外区扩展到可见光区。羟基氧化铁以纳米微晶和胶体广泛分布于土壤和水体中, 不仅具备稳定的化学性质和较高比表面积, 而且在可见光甚至无光照条件下都能进行一定的 (光 )催化氧化作用。最近几年, 铁的(氧)氢氧化物 /二氧化钛复合、 氧化铁 /粘土复合提高光催化效率已有初步研究。硅藻土经常被利用作各种催化材料的载体，但应用矿物天然自净化原理将羟基氧化铁与硅藻土复合组装尚未见报道。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 照片、图表、论文等
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 该作品发明了一种新型的硅藻土基纳米FeOOH复合光催化材料，其制备条件为：在0.1mol/L氯化铁溶液中加入一定量的硅藻土，利用8mol/L氢氧化钠溶液调节pH为12，并且用磁力搅拌器强力搅拌2h 。与现有的单一纳米羟基氧化铁、硅藻土及其他材料相比，对医药废水中有机污染物具有较高的去除效果。 该发明可适用于难降解医药、化工有机废水的预处理及少量有机废水的最终处理。在见光条件下，恒温振荡2h，调节pH=3，以及加入H2O2等条件下，对有机物去除率达85%以上。由于该材料能充分利用太阳光中的可见光部分能量，避免了传统材料二氧化钛主要利用紫外光能量的缺陷，并且制作材料来源广泛、价格低廉，能够节约能源和处理成本，具有广阔的应用前景。
同类课题研究水平概述
- 医药废水有机物浓度高、可生化性差、色度深、成分复杂，属难降解有机废水。目前对其处理主要采取先预处理，使有机物发生部分氧化，形成可生物降解的中间产物，提高其可生化性，再结合生物处理技术去除污染物，达到排放要求。其中，运用光催化氧化技术处理医药废水已成为研究热点之一。Photo—Fenton氧化技术是在Fenton氧化的基础上发展起来的一种新型高级氧化工艺(AOPs)。与传统Fenton法及光解作用相比．该技术通过氧化剂(03、H202等)在紫外(或可见)光的激发和催化剂Fe2+(Fe3+的光解作用使Fe2+再生)的催化作用下，能产生更多的具有强氧化性的羟基自由基，将绝大多数有机物彻底氧化成CO2、H20和其他无机物，与其他的光化学处理方法相比，具有反应速度快，耗时短，反应条件温和(常温、常压)，操作条件易于控制等明显的优势。 传统的光催化材料纳米 T i O2具有良好的抗光腐蚀性和化学稳定性, 光催化效率高,但对自然光的利用率较低,目前对其进行掺杂改性和有机、无机复合,试图使其光催化反应由紫外区扩展到可见光区。羟基氧化铁以纳米微晶和胶体广泛分布于土壤和水体中, 不仅具备稳定的化学性质和较高比表面积, 而且在可见光甚至无光照条件下都能进行一定的 (光 )催化氧化作用。最近几年, 铁的(氧)氢氧化物 /二氧化钛复合、 氧化铁 /粘土复合提高光催化效率已有初步研究。硅藻土经常被利用作各种催化材料的载体，但应用矿物天然自净化原理将羟基氧化铁与硅藻土复合组装尚未见报道。 本作品尝试将羟基氧化铁与硅藻土复合制备新型光催化材料，并利用其在可见光下采用类芬顿试剂技术处理医药废水有机污染物，评价其催化性能，筛选最佳实验条件。
