【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂，具体涉及斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂，还涉及该催化剂的制备方法，还涉及该催化剂的应用。
技术介绍
1、随着工业化和经济的快速发展，水污染问题日益突出，给人类的生产生活和环境质量造成了严重威胁。因此，发展绿色、高效的水处理技术，对实现水中有机污染物的有效去除具有重要意义。芬顿氧化法是一种常用的水处理高级氧化技术，它是应用过氧化氢(h2o2)与亚铁(fe(ⅱ))在酸性条件下反应产生强氧化性的羟基自由基(·oh)，将有机污染物氧化分解为co2、h2o等无毒无害小分子，在处理有机废水方面备受关注。相较于传统的均相芬顿，铁基非均相芬顿反应可大幅减少铁泥的产生量，且催化剂可回收再利用，有效克服了均相芬顿体系的诸多不足。然而，目前大多非均相芬顿反应所使用的铁基催化剂的铁循环(fe(ⅲ)/fe(ⅱ))效率仍较低，进而限制阻碍了该技术在实际水处理中的广泛应用。在非均相芬顿反应中引入光源，构建光催化耦合芬顿的光芬顿体系，利用光催化产生的还原性光生电子可以有效促进fe(ⅲ)/fe(ⅱ)的循环，提高催化剂的催化活性和h2o2的活化效率，但仍然存在光生电子-空穴对复合率高、催化剂回收过程复杂等问题。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的是提供斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂，解决了现有光芬顿体系中催化剂难以回收的问题。
2、本专利技术的第二目的是提供斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂的制备方法。
3、本专利技术的第三目的是提供斑铜矿/三氧化二铁异
4、本专利技术所采用的第一种技术方案是，斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂，斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂是具有s型异质结构的光芬顿催化剂，斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂具有磁分离特性。
5、本专利技术第一种技术方案的特点还在于，
6、斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂的结构为cu5fes4纳米片自组装形成的直径为3μm-10μm的花状微球，cu5fes4纳米片表面固载尺寸为5nm-15nm的γ-fe2o3纳米颗粒。
7、斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂中cu(ⅰ):cu(ⅱ)比例为1:1-1:3，fe(ⅱ):fe(ⅲ)比例为1:0.5-1:2。
8、本专利技术所采用的第二种技术方案是斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：
9、步骤1、将铜盐溶解在去离子水中，并加入聚乙烯吡咯烷酮至溶解得到混合液，再将硫脲溶解于去离子水中，溶解后加入混合液中搅拌，再加入铁盐搅拌得到混合溶液；
10、步骤2、将混合溶液转移至聚四氟乙烯内衬中进行水热反应，冷却得到反应产物；
11、步骤3、对步骤2得到的反应产物进行离心、洗涤、干燥、煅烧和研磨，得到斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂。
12、本专利技术第二种技术方案的特点还在于，
13、步骤1中的铜盐为醋酸铜、氯化铜、硝酸铜或硫酸铜中的一种，铁盐为醋酸铁、氯化铁、硝酸铁或硫酸铁中的一种。
14、步骤1中铜盐和铁盐的摩尔比为1:1-1:4，聚乙烯吡咯烷酮的质量为0.02g-0.08g，硫脲的摩尔质量为28mmol-40mmol，两次搅拌时间均为20min-60min。
15、步骤2中水热反应温度为120℃-180℃，反应时长为6h-12h。
16、步骤3中用无水乙醇和去离子水分别洗涤3-4次，冷冻干燥时间为12h-24h，煅烧温度为500℃-800℃，煅烧时长为2h-4h。
17、本专利技术所采用的第三种技术方案是，斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂在光芬顿降解水中有机污染物中的应用。
18、本专利技术第三种技术方案的特点还在于，
19、有机污染物为磺胺甲恶唑、卡马西平、苯酚或4-硝基酚中的一种。
20、本专利技术的有益效果是：
21、本专利技术斑铜矿/三氧化二铁(cu5fes4/γ-fe2o3)异质结光芬顿催化剂具有丰富的铜铁双活性位点，均可活化h2o2；斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂的可见光吸收能力强，可产生大量光生电子；cu5fes4与γ-fe2o3形成的s型异质结构有利于光生电子-空穴对的分离，促进光生电子将fe(ⅲ)还原成fe(ⅱ)，cu(ⅱ)还原为cu(ⅰ)，加快fe(ⅲ)/fe(ⅱ)和cu(ⅱ)/cu(ⅰ)的循环；斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂具有磁分离特性，能够进行有效分离回收；光芬顿降解有机污染物性能优异，在3min内，可将1mg/l-20mg/l的有机污染物(磺胺甲恶唑、卡马西平、苯酚或4-硝基酚)完全降解，且总有机碳去除率在30min均能达到80％及以上。本专利技术斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂制备方法，通过简单的水热法和高温煅烧成功制备了具有双活性位点的斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂，光生电子-空穴对的分离效率得到了很大的提高，促进了fe(ⅲ)/fe(ⅱ)和cu(ⅱ)/cu(ⅰ)的循环，提高了光芬顿体系的催化活性，进而实现了水中有机污染物的快速去除，制备过程简单可控，原材料廉价易得，制备成本低。
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1.斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂，其特征在于，所述斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂是具有S型异质结构的光芬顿催化剂，所述斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂具有磁分离特性。
2.根据权利要求1所述的斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂，其特征在于，包括Cu5FeS4纳米片自组装形成的直径为3μm-10μm的花状微球，所述Cu5FeS4纳米片表面固载尺寸为5nm-15nm的γ-Fe2O3纳米颗粒。
3.根据权利要求1所述的斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂，其特征在于，所述斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂中Cu(Ⅰ):Cu(Ⅱ)比例为1:1-1:3，Fe(Ⅱ):Fe(Ⅲ)比例为1:0.5-1:2。
4.斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
5.根据权利要求4所述的斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的铜盐为醋酸铜、氯化铜、硝酸铜或硫酸铜中的一种，铁盐为醋酸铁、氯化铁、硝酸铁或硫酸铁中的一种。
6.根据权利要求4所述的斑铜矿/
7.根据权利要求4所述的斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2中水热反应温度为120℃-180℃，反应时长为6h-12h。
8.根据权利要求4所述的斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3中用无水乙醇和去离子水分别洗涤3-4次，冷冻干燥时间为12h-24h，煅烧温度为500℃-800℃，煅烧时长为2h-4h。
9.斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂在光芬顿降解水中有机污染物的应用。
10.根据权利要求9所述的斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂在光芬顿降解水中有机污染物的应用，所述有机污染物为磺胺甲恶唑、卡马西平、苯酚或4-硝基酚中的一种。
...【技术特征摘要】
1.斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂，其特征在于，所述斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂是具有s型异质结构的光芬顿催化剂，所述斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂具有磁分离特性。
2.根据权利要求1所述的斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂，其特征在于，包括cu5fes4纳米片自组装形成的直径为3μm-10μm的花状微球，所述cu5fes4纳米片表面固载尺寸为5nm-15nm的γ-fe2o3纳米颗粒。
3.根据权利要求1所述的斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂，其特征在于，所述斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂中cu(ⅰ):cu(ⅱ)比例为1:1-1:3，fe(ⅱ):fe(ⅲ)比例为1:0.5-1:2。
4.斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
5.根据权利要求4所述的斑铜矿/三氧化二铁异质结光芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的铜盐为醋酸铜、氯化铜、硝酸铜或硫酸铜中的一种，铁盐为醋酸铁、氯化铁、硝酸铁或硫酸铁中的...
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