说明书制备纳米FeOx/NiOy/介孔材料催化剂的方法、产品及应用
技术领域
本发明属于催化剂材料研究技术领域，尤其涉及一种制备磁性、高活 性、多相纳米FeOx/NiOy/介孔材料催化剂的方法、产品及在类芬顿降解有 机废水上的应用。
背景技术
随着中国经济的迅猛发展，中国的经济总量已位居世界第二，然而经 济的高速发展所带来的环境问题也日益突出。从过去的这两年开始，中国 的环境问题已经进入了高发期，其中关于水体污染的事件层出不穷，占到 环境事件总数的49％，尤其是去年的兰州自来水污染和杭州的水体异味事 件造成几十万人饮水困难，在全国也造成很大影响。在水体污染中，高达 48.7％的污染物为有机物，其种类也达到几十种到上百种。尤其是从造纸、 酵母、酒精和淀粉等行业产生的工业废水，具有排放量大、污染物含量高、 组分多、色度深和难生化降解等特点，经传统生化处理后，水中仍残留部 分难生物降解有机物，水质往往不能达标排放。因此，寻求高效、经济的 有机废水处理技术刻不容缓。
高级氧化技术与其它有机废水处理技术相比，具有设备简单、操作简 便、反应快速、高效、对后续的生化处理没有毒害作用且对环境友好等优 点而受到重视。以可溶性Fe2+催化双氧水反应为代表的高级氧化技术由于 适用范围广，对环境污染程度小因而受到青睐。但是这种传统的催化剂活 性有限，过氧化氢利用率低。除此之外，作为催化剂而直接加入的铁盐在 水溶液中无法分离、回收，从而在后续处理过程中形成大量污泥，而残留 在水体中的高浓度铁盐也容易形成铁垢，对工农业生产生活和人类健康都 有许多不利影响，因此发展高效、易分离的非均相催化剂至关重要。
将其它金属与铁共同负载能够有效的提高催化剂活性，尤其是制备多 金属混合氧化物能够获得全新的催化剂结构和电子特性(A.Ungureanu,B. Dragoi,A.Chirieac,C.Ciotonea,S.Royer,D.Duprez,A.S.Mamede,E. Dumitriu,ACS Applied Materials&Interfaces 5(2013)3010-3025.)。比 如在介孔的硅材料中先负载一层氧化铝，然后将氧化铁纳米粒子生长在氧 化铝表面，所制得的纳米粒子不但分布均匀，而且具有路易斯酸的特性， 有利于三价铁在催化反应中向二价铁的转化(H.Lim,J.Lee,S.Jin,J.Kim, J.Yoon,T.Hyeon,Chemical Communications(2006)463-465.)，而后者 正是制约铁系催化剂活性发挥的重要因素之一。根据报道，负载零价金属 镍能够提高催化活性(C.Lee,D.L.Sedlak,Environmental Science& Technology 42(2008)8528-8533.)，而将铁与镍制备成多金属混合氧化 物应用于有机废水处理还没有报道。因此可以预计，如果将这两种金属共 同负载，两者之间的协同作用不但能提高催化活性，而且能取得比较高的 双氧水利用率。
发明内容
本发明提供了一种制备纳米FeOx/NiOy/介孔材料催化剂的方法，该方 法制备步骤简单，适于工业化生产。
本发明还提供了一种由上述方法制备得到的纳米FeOx/NiOy/介孔材料 催化剂，该催化剂具有磁性、高活性，能够用于包括染料、苯酚等任何适 用于芬顿降解的有机物的降解去除，同时回收简单。
一种制备纳米FeOx/NiOy/介孔材料催化剂的方法，包括：将含有Ni2+与Fe3+的水溶液先后与介孔材料混合浸渍，浸渍完成后，在烘箱中干燥， 然后进行焙烧，最后在H2气氛下还原，制得含有磁性、多相的FeOx/NiOy/ 介孔材料催化剂。
本发明利用介孔材料对纳米粒子的生长进行空间限定，获得粒径均匀 的纳米粒子。通过铁和镍的共同负载进一步改善了纳米粒子的形状、粒径 和分散性，提高了催化剂的活性。
制备催化剂上活性组分所用的前驱体Fe3+的水溶液包括硝酸铁水溶 液、氯化铁水溶液、氯化亚铁水溶液或者上述混合物等。Ni2+水溶液包括 氯化镍水溶液、硝酸镍水溶液、乙酸镍水溶液或者其混合物。本发明中， 浸渍过程必须分开浸渍，而且优选先进行Ni2+的水溶液浸渍，然后进行Fe3+ 的水溶液浸渍。
作为优选，催化剂具体制备过程为：将介孔材料等体积浸渍于含有 Ni2+的水溶液中，浸渍完成，干燥，焙烧；将焙烧后的样品浸渍在含有Fe3+的水溶液中，浸渍完成，干燥，焙烧，最后在H2气氛下还原，制备得到 纳米FeOx/NiOy/介孔材料催化剂。实验证明，采用先进行Ni2+的水溶液浸 渍，然后进行Fe3+的水溶液浸渍时，制备的催化剂具有较小的纳米粒径和 均匀的分布，对有机物的去除效率更高。
铁和镍的负载量可根据实际需要调整，铁和镍的浸渍量为原始介孔材 料质量的1～20％。作为优选，所述的铁和镍的负载量分别在1％至10％。 负载量过高容易堵塞孔道，造成液相传质困难；负载量过低，催化剂活性 增加较低，降低了催化剂的催化能力。作为进一步优选，所述的铁和镍的 负载量分别在5％至10％，此时该催化剂的降解活性最好。更进一步优选 为4％至6％。
作为优选，所述浸渍为等体积浸渍。等体积浸渍一方面可以预先、严 格控制金属负载量，另一方面减少了过滤、淋洗等后续处理步骤。
所适用的介孔材料包括MCM系列、SBA系列、CMK系列、KIT系 列、MSU系列以及其它任何方法制备的孔径处于2～50nm的介孔材料。 例如可采用六方状的MCM-41、立方状的MCM-48和层状的MCM-50等， 其孔道呈规则排列，孔径在1.5～10nm范围内可连续调节，具有巨大的 比表面积(1000m2/g)和良好的热及水热稳定性。或者SBA-15、SBA-16、 CMK-1、CMK-2、CMK-3、KIT-6和MSU-X等。作为优选，所述载体包 括SBA-15、MCM-41、CMK-3、KIT-6、MSU-X。作为进一步优选，所 述介孔材料为SBA-15，其中SiO2/Al2O3≥500，BET:400-600m2/g，孔径 6-8nm。
所述焙烧温度可根据实际需要得到的催化剂的晶型确定，所述的焙烧 温度一般为400～800℃。试验证明，当焙烧温度为400～600℃时，焙烧 得到的催化剂的催化活性最好。焙烧温度过高容易导致其中的活性成分发 生副反应，产生没有催化活性的物质。焙烧温度过低，不利于活性成分的 成型。
所述的焙烧时间可根据实际需要确定，所述的焙烧时间一般为2.0～ 8.0小时。焙烧时间过长容易导致副反应，影响催化剂的催化活性。作为 优选，所述的焙烧时间3.5～4.5小时。
所述H2气氛下还原是为了得到混合相的铁和镍，因为混合相是催化 剂具有磁性和高活性的根本条件。在低于300℃的温度还原时，活性组分 的物相和金属的价态没有发生明显的改变，仍然保持还原前的单相、高价 氧化物状态，没有任何磁性，同时几乎不具有活性；而过高的还原温度会 使金属全部转化为单质，虽然具有铁磁性，但是催化活性也大大降低了。 因此在合适的温度下还原，保持铁和镍元素均以多相同时存在是非常必要 的。此外，过高的还原温度会造成制备成本升高，因此还原温度保持在 200～500℃，进一步优选为300～400℃，更进一步优选为300～350℃。 所述的H2还原的时间为2.0～4.0小时。
本发明还提供一种由上述方法制备得到的FeOx/NiOy/介孔材料催化剂 产品。作为进一步优选，所述FeOx/NiOy/介孔材料催化剂中，FeOx以Fe3O4和Fe2O3共存的混合相存在，NiOy以Ni、NiO和Ni2O3共存的混合相存在。
作为进一步优选，所述FeOx/NiOy/介孔材料中，以总铁含量记，铁金 属的原子百分比组成包括：Fe3O4：1～10％，Fe2O3：90～99％。进一步优 选为：Fe3O4：5.7％，Fe2O3：94.3％。
作为进一步优选，所述FeOx/NiOy/介孔材料中，以总镍含量记，镍金 属的原子百分比组成包括：Ni：5～20％；NiO：30～50％；Ni2O3：30～50％。 进一步优选为：Ni：13.9％；NiO：43.7％；Ni2O3：42.4％。
本发明还提供了一种上述纳米FeOx/NiOy/介孔材料催化剂在处理有机 废水的应用，包括：
将FeOx/NiOy/介孔材料催化剂加入到有机废水溶液中，加入过氧化氢 进行降解反应。
为保证芬顿降解完全，作为优选，反应体系中，所述的过氧化氢的浓 度为1～10mmol/L，实际使用过程中，可根据实际需要调整。氧化氢水溶 液可采用将市售的过氧化氢稀释得到。该步骤中，所述的氧化反应的时间 可根据实际需要确定，一般通过紫外可见分光光度计实施监测，直至反应 完成，作为优选，所述氧化反应的时间为0～3小时。
本发明中催化剂在芬顿降解时所适用的温度为20～70℃。
所述有机废水的种类包括染料、酚类、卤代烃和多环芳烃等一切适用 于芬顿降解的有机物。所述有机废水中有机污染物的浓度为0～2000 mg/L。进一步优选为10～100mg/L。
作为优选，所述的有机废水为染料废水，染料废水目前产量巨大，其 中含有大量的有机染料或者染料中间体，采用本发明的催化剂，有机物的 去除效率高。作为进一步优选，所述的有机废水的pH值为3。
本发明通过介孔材料(特别是SBA-15)对纳米粒子的生长进行空间 限定，由于纳米粒子位于孔道内，不易流失，防止了纳米粒子流失对生态 环境和人类健康的潜在危害。通过镍的负载，纳米粒子的形貌、大小和分 散度都得到了改善，表面电荷也发生了改变，使得催化剂具有适中的吸附 性能，对于高催化活性的发挥具有重要意义。此方法负载的镍以混合相存 在，其中每相都对催化剂的活性具有正面效应，零价镍具有的铁磁性有助 于催化剂的磁性分离，而且零价镍的还原性能能够促使三价铁向二价铁转 化，大大提高了催化降解的活性和反应速率。二价氧化镍能够起芬顿催化 作用，三价镍能够直接氧化有机物。在铁和镍之间形成的特殊界面能够在 催化降解中发挥协同作用，而且能够有效利用过氧化氢，使得过氧化氢以 最小的程度自身分解转变为氧气和水，而最大程度的产生·OH自由基，从 而高效降解有机污物。
根据本发明所述的方法可以方便的制备出粒径细小、分布均匀的纳米 粒子，此纳米材料能够高效催化芬顿降解有机污染物，且对双氧水的利用 率极高，操作简单易行。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
(1)利用介孔材料狭窄的孔道所提供的空间限定作用，获得粒径均 匀的纳米粒子，减少金属负载量，同时防止纳米粒子流失。
(2)通过铁和镍的共同负载，保证催化剂具有多组分多价态混合相 共存的特征，进一步改善了其中纳米粒子的形状、粒径和分散性，提高了 催化剂的活性。
(3)本发明通过催化剂活性组分上混合相中铁与镍的协同作用，极 大提高了有机物的芬顿降解速率和双氧水利用率，降低了废水处理成本。
(4)所用试剂绿色无毒，能够在室温下反应，方法简单、成本低廉 且环境友好，具有产业化的应用前景。
附图说明
图1为具体实施方式中制备的各种催化剂样品的TEM图：图1(a)为 本发明所制备的FeOx/NiOy/SBA-15催化剂，即实施例1中，先负载Ni后 负载Fe得到的纳米粒子在SBA-15孔道中的切片TEM图和纳米粒子粒径 分布统计图；图1(b)为对比例2中，Fe单独负载的TEM图；图1(c)为对 比例3中，Ni单独负载的TEM图；图1(d)为实施例2中先负载Fe后负载 Ni制备得到的样品TEM图。
图2A为本发明实施例1制备的FeOx/NiOy/SBA-15催化剂上Fe元素 与标准样品Fe、FeO、Fe3O4和Fe2O3的X射线近边吸收结构谱(XANES) 比较图。
图2B为本发明实施例1制备的FeOx/NiOy/SBA-15催化剂上Ni元素 与标准样品Ni、NiO和Ni2O3的X射线近边吸收结构谱(XANES)比较 图。
图3为本发明实施例1制备的双金属FeOx/NiOy/SBA-15催化剂降解 曲线和单金属负载催化剂的降解对照曲线，以及本发明制备的 FeOx/NiOy/SBA-15催化剂在水溶液中的磁性分离图。
图4为本发明实施例1制备的FeOx/NiOy/SBA-15催化剂在多次循环 使用下的降解效果图。
具体实施方式
以下结合实例对本发明作具体说明，可以看出本发明的技术特征和优 点。
实施例1
取1g介孔SBA-15(SiO2/Al2O3≥500，BET:400-600m2/g，孔径6-8nm) 样品，等体积浸渍于含量为8.953×10-4mol的NiCl2水溶液中，室温下风 干，在烘箱中105℃干燥除去残留水分，置于管式炉中400℃下焙烧4小 时。焙烧后的样品等体积浸渍在含量为8.953×10-4mol的Fe(NO3)3水溶液 中，105℃干燥，400℃下焙烧4小时。将所得样品置于管式炉，H2气氛 条件下300℃还原2小时，即得FeOx/NiOy/SBA-15催化剂。
实施例2
取1g介孔SBA-15(SiO2/Al2O3≥500，BET:400-600m2/g，孔径6-8nm) 样品，等体积浸渍于含量为8.953×10-4mol的Fe(NO3)3水溶液中，室温下 风干，在烘箱中105℃干燥除去残留水分，置于管式炉中400℃下焙烧4 小时。焙烧后的样品等体积浸渍在含量为8.953×10-4mol的NiCl2水溶液 中，105℃干燥，400℃下焙烧4小时。将所得样品置于管式炉，H2气氛 条件下300℃还原2小时，得到NiOy/FeOx/SBA-15催化剂。
对比例1
取1g介孔SBA-15(SiO2/Al2O3≥500，BET:400-600m2/g，孔径6-8nm) 样品，等体积浸渍于HNO3水溶液(HNO3摩尔量为：3×8.953×10-4mol) 中，室温下晾干，在烘箱中105℃干燥除去残留水分，置于管式炉中400℃ 下焙烧4小时。焙烧后的样品等体积浸渍在HCl水溶液(HCl摩尔量为： 2×8.953×10-4mol)中，105℃干燥，400℃下焙烧4小时。将所得样品置 于管式炉，H2气氛条件下300℃还原2小时，制得未负载金属的催化剂。
对比例2
取1g介孔SBA-15(SiO2/Al2O3≥500，BET:400-600m2/g，孔径6-8nm) 样品，等体积浸渍于含量为8.953×10-4mol的Fe(NO3)3水溶液中，室温下 晾干，在烘箱中105℃干燥除去残留水分，置于管式炉中400℃下焙烧4 小时。将所得样品置于管式炉，H2气氛条件下300℃还原2小时，制得单 金属负载的FeOx/SBA-15催化剂。
对比例3
取1g介孔SBA-15(SiO2/Al2O3≥500，BET:400-600m2/g，孔径6-8nm) 样品，等体积浸渍于含量为8.953×10-4mol的NiCl2水溶液中，室温下晾 干，在烘箱中105℃干燥除去残留水分，置于管式炉中400℃下焙烧4小 时。将所得样品置于管式炉，H2气氛条件下300℃还原2小时，制得单金 属负载的NiOy/SBA-15催化剂。
对比例4
分别取1g介孔SBA-15(SiO2/Al2O3≥500，BET:400-600m2/g，孔径 6-8nm)样品，等体积浸渍于含量为8.953×10-4mol的NiCl2水溶液中，室 温下风干，在烘箱中105℃干燥除去残留水分，置于管式炉中400℃下焙 烧4小时。焙烧后的样品等体积浸渍在含量为8.953×10-4mol的Fe(NO3)3 水溶液中，105℃干燥，400℃下焙烧4小时。将所得样品置于管式炉， H2气氛条件下分别在200℃、400℃、500℃还原2小时，获得不同还原 温度下的FeOx/NiOy/SBA-15催化剂。
1、实施例和对比例中所制备催化剂的物理结构和化学组成分析：
根据N2吸附-脱附实验以及切片透射电镜观察实验，实施例1-2及对 比例1-3的测试结果如表1所示：
表1
当金属负载在多孔材料上，形成的纳米粒子是否位于孔道内可以根据 N2吸附-脱附实验得到一个明确的结果。因为当活性组分位于孔道内时， 将会占据一部分孔道，样品的比表面积和孔道体积将会下降，而活性组分 位于孔道外时很显然会使材料的比表面积增加。实施例1-2是负载了两种 金属的样品，和对比例1未负载金属的SBA-15样品以及对比例2-3单金 属负载的样品相比较，比表面积和孔体积都有较大程度的下降，因此可以 确认活性组分位于孔道内。实施例1-2、对比例2-3和对比例1相比，孔 径出现较大程度下降，不但进一步说明活性组分确实位于孔道内，而且在 负载之后仍然具有比较大的孔径水平，有利于液相传质过程。进一步根据 图1中切片透射电子显微镜(TEM)所提供的观察结果，可以直观的获得 介孔材料中纳米粒子的大小和分布情况。图1(a)是实施例1中先负载 Ni后负载Fe得到的FeOx/NiOy/SBA-15样品TEM图及纳米粒子粒径分布 统计图，可以看到此方法制备的催化剂具有较小的纳米粒径和均匀的分 布，而图1(b)和图1(c)分别所表示的Fe和Ni单独负载的样品则粒 径大得多，尤其是Fe单独负载的样品为长长的纳米线，充满了整个孔道， 分布也不均匀。图1(d)为实施例2中先负载Fe后负载Ni制备得到的样 品，从图中可以看出，尽管其和实施例1的金属负载量一样，但是由于负 载顺序不一样，得到的纳米粒径则要大得多，粒径分布在60～80nm之间， 并且严重团聚。综上所述，实施例1中通过先镍后铁的浸渍方法，将纳米 粒子生长在SBA-15孔道之内，获得的纳米粒子呈现出粒径细小、分布均 匀的特征。
物理结构表征表明活性组分位于孔道内，较小的纳米粒子有利于催化 剂高活性发挥。此外，活性组分的化学组成也会极大影响催化剂的功能和 效果。根据X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)和X射 线近边吸收精细结构谱(XANES，图2A和图2B所示，图2A和图2B为 本发明实施例1制备的FeOx/NiOy/SBA-15催化剂上Fe和Ni元素的X射 线近边吸收结构谱(XANES)对照图)，我们对催化剂上活性组分的化学 组成有了一个全面和完整的了解。尤其是近年来高速发展的X射线近边吸 收精细结构谱图的解析，可以获得活性组分上中心金属原子的局域结构和 物相的精确、定量表征，具有无可比拟的优势。根据图2A中所示的本发 明制备的FeOx/NiOy/SBA-15样品与标准样品Fe、FeO、Fe3O4和Fe2O3的 边前峰、吸收边的位置、吸收边的轮廓相比较，得知FeOx/NiOy/SBA-15 具有Fe3O4和Fe2O3的混合相，其中Fe2O3占到绝大多数。根据图2B中所 示的本发明制备的FeOx/NiOy/SBA-15样品与标准样品Ni、NiO和Ni2O3的边前峰、吸收边的位置、吸收边的轮廓相比较，得知FeOx/NiOy/SBA-15 具有Ni、NiO和Ni2O3共存的混合相。通过对本发明制备的 FeOx/NiOy/SBA-15样品XANES谱图的线性拟合，我们获得了催化剂活性 组分上Fe和Ni两种金属所具有的各个相的具体组成和精确含量，结果如 表2所示：
表2
表2中，百分数值表示对于某元素，其中某一特定形式存在的化合物 所占的原子百分比。
2、实施例和对比例中所制备催化剂的芬顿催化活性：
芬顿降解例1
分别取由实施例1-2和对比例1-4制备的催化剂0.03g分别加入到体 积为50mL，浓度为100mg/L，pH＝3的酸性红73溶液中，加入过氧化氢 至浓度为10mmol/L，在室温中振荡1小时，通过紫外可见分光光度计监 测酸性红73的浓度变化，染料的去除率见表3。
表3
催化剂 名称 还原温度 酸性红去除率(％)
实施例1 FeOx/NiOy/SBA-15 300℃ 99.3
实施例2 NiOy/FeOx/SBA-15 300℃ 93.0
对比例1 SBA-15 300℃ 10.6
对比例2 FeOx/SBA-15 300℃ 29.2
对比例3 NiOy/SBA-15 300℃ 21.9
对比例4 FeOx/NiOy/SBA-15 未还原 18.5
对比例4 FeOx/NiOy/SBA-15 200℃ 18.1
对比例4 FeOx/NiOy/SBA-15 400℃ 57.1
对比例4 FeOx/NiOy/SBA-15 500℃ 34.6
由表3可知，SBA-15负载的双金属催化剂FeOx/NiOy/SBA-15和 NiOy/FeOx/SBA-15都取得了较高的催化降解去除率(实施例1-2)。而将对 比例2-3和实施例1相比较时，发现单金属负载的催化剂对于酸性红的催 化降解去除率远远小于双金属负载的催化剂，说明双金属催化剂上两种金 属之间存在一种协同增强作用。而当催化剂不在300℃的还原条件下制备 时(对比例4)，酸性红的去除率也出现了很大程度的减少，说明还原温度 对于催化剂的活性有很大影响，而还原温度影响的恰好是活性组分的物 相、金属价态及各组分的含量。在低于300℃的温度还原时，活性组分的 物相和金属的价态没有发生明显的变化，仍然保持还原前的单相、高价氧 化物状态，没有任何磁性，同时几乎不具有活性；而过高的还原温度会使 金属全部转化为单质，虽然具有铁磁性，但是催化活性也大大降低了。因 此在合适的温度下还原，保持铁和镍元素均以多相同时存在是非常必要 的。为了直观的对比本发明制备的FeOx/NiOy/SBA-15催化剂与单金属负 载催化剂的降解效果，以及本发明制备的FeOx/NiOy/SBA-15催化剂在水 溶液中的磁性分离效果，我们将相关结果在图3中展示。图3为本发明实 施例1制备的双金属FeOx/NiOy/SBA-15催化剂降解曲线和单金属负载催 化剂的降解对照曲线，以及本发明制备的FeOx/NiOy/SBA-15催化剂在水 溶液中的磁性分离图。从图3中可以看出，本发明制备的 FeOx/NiOy/SBA-15催化剂具有极高的催化活性和优异的磁性分离性能。
芬顿降解例2
分别取由实施例1制备的催化剂0.03g分别加入到体积为50mL，浓 度为100mg/L，pH＝3的酸性红73溶液中，加入过氧化氢至一定浓度(4 mmol/L)，在室温中振荡1小时，通过紫外可见分光光度计监测酸性红73 的浓度变化，并通过总有机碳(TOC)测定仪测定染料的TOC去除率， 通过硫酸钛紫外光度法测定双氧水在反应前后的浓度变化，并通过Luo的 方法(W.Luo,L.Zhu,N.Wang,H.Tang,M.Cao,Y.She,Environmental Science&Technology 44(2010)1786-1791)计算双氧水利用率，其计 算公式为：双氧水利用率＝有机物矿化所需要双氧水的量/反应中消耗掉双 氧水的量。因为加入的双氧水无法回收再次使用，因此我们以反应中加入 的总的双氧水代替Luo的公式中消耗掉的双氧水，再次计算了双氧水利用 率(算法2)，并将其和使用最为广泛的Fe2+以及文献值相比较，相关结果 见表4。
由表4可知，本发明制备的FeOx/NiOy/SBA-15催化剂具有极高的双 氧水利用率，远远超过传统的Fe2+均相催化剂以及文献报道的其他类型的 非均相催化剂，具有优异的催化活性，这对于降低高级氧化技术在实际废 水处理中的成本具有重要意义。
表4
催化剂 TOC去除率 双氧水利用率(Luo) 双氧水利用率(算法2)
实施例1 65.8％ 大于95％ 87.4％
Fe2+ 49.8％ 28.6％ 27.3％
文献1 39％ 42％ 28.5％
文献2 6％ 7.06％ 0.44％
文献3 51％ 73％ 31.2％
其中，文献1-3分别如下：
文献1：M.Xia,M.Long,Y.Yang,C.Chen,W.Cai,B.Zhou,Applied Catalysis B:Environmental 110(2011)118-125.
文献2：W.Luo,L.Zhu,N.Wang,H.Tang,M.Cao,Y.She, Environmental Science&Technology 44(2010)1786-1791.
文献3：L.Xu,J.Wang,Environmental Science&Technology 46(2012) 10145-10153.
芬顿降解例3
在催化氧化法处理有机废水过程中，催化剂的重复利用性能对于催化 剂能否在工程上获得实际应用具有重要意义，因为一次性使用的催化剂制 备成本过高，而且增加了多次投放、分离的使用成本，废水处理过后产生 的污泥量也大大增加。在本应用实例中，取由本发明在实施例1中制备的 FeOx/NiOy/SBA-15催化剂0.03g加入到体积为50mL，浓度为100mg/L， pH＝3的酸性红73溶液中，加入过氧化氢至浓度为10mmol/L，在室温中 振荡1小时，通过紫外可见分光光度计监测酸性红73的浓度变化。当酸 性红73降解至无色，且吸光度接近参比值时，将催化剂磁性分离，进行 第二轮实验，直至实验体系中酸性红73的浓度在短时间内不发生明显改 变，多轮测试结果见图4所示。
从图4可以看出，本发明制备的FeOx/NiOy/SBA-15催化剂在使用7 轮之后仍然具有较高的催化活性，这对于催化剂的实际应用具有重要的意 义。
综上所述，本发明制备的高活性的纳米材料FeOx/NiOy/SBA-15具有 优良的纳米分布和极高的催化活性，对于其他非均相催化剂的制备具有重 要的借鉴意义，对于高级氧化处理有机废水所需要的催化剂提供了一个完 美的选择。