本发明涉及化学中的催化，特别涉及fe改性的多级孔沸石及其在废水有机物的可见光降解中的应用。
背景技术：
1、纺织印染废水的组成复杂，是一种难降解的有机废水，如何对其进行无害化处理一直受到研究者的关注。常见的有机废水的处理方法有生物氧化、物理吸附、化学分离和催化降解等。然而这些方法由于有机物的高水溶性和分子稳定性存在一定的问题，如降解效率低，容易对环境产生二次污染等。在印染废水的处理中，fenton,光辅助的fenton或者电辅助的fenton作为一种先进的催化反应已经受到广泛的关注，显示出高效、低耗、无二次污染的优点。在fenton反应中，fe是催化h2o2产生自由基的必要条件。然而，传统的均相fenton催化剂由于难以分离和回收利用，在实际应用中受到很大的限制。近年来，非均相fenton，如fe负载型沸石、fe负载型氧化铝等受到人们的关注。更重要的是，在催化反应中，这些非均相催化剂铁离子的沥滤大大降低，可以被重复利用。研究者也发现，在紫外光的辅助下，fenton催化剂的氧化能力显著增强，不仅降低了fe的使用量，提高了h2o2的利用率，而且紫外光与亚铁离子可以协同分解h2o2。因此，光辅助的fenton反应可以更加高效地降解有机物。然而，目前所报道的大部分光催化剂，如tio2尽管在紫外光下可以实现有机物的高效降解，但是在可见光的条件下却显示出低的光催化活性，这一切归因于其低的可见光的利用率(<4％)。因此，探索一些高效的可见光辅助的fenton催化剂用于废水中有机物的高效降解是十分有必要的。
2、沸石，作为一种高度晶化的硅铝酸盐，具有离子交换性、高的比表面积、优异的水热稳定性、丰富的酸性位等优势在许多催化领域得到了广泛的应用。然后由于微孔小的孔道(0.5-2nm)极大地影响了物质的扩散与传质，在一些涉及大分子的催化反应受到一定的限制，如带苯环结构有机物的降解。而多级孔沸石作为一种新型的微/介孔材料，在保持沸石晶化骨架酸性和高水热稳定性的基础上，引入丰富的介孔结构(>2nm)，大大改善了物质的扩散和传质，在催化领域中得到了广泛地应用。相关研究也表明，相比于传统沸石和介孔材料，介孔沸石具有更优异的催化活性、更长的催化剂寿命以及更好的抗积碳失活性能。
3、因此，探索一些高效的可见光辅助的fenton催化剂用于废水中有机物的高效降解是十分有必要的。
技术实现思路
1、根据本发明的一个方面，提供了fe改性的多级孔沸石fe-hbeta，包括具有独特分级的微/介孔结构hbeta作为催化剂的基体和活性组分fe物种，所述活性组分fe物种高度分散在所述微/介孔结构hbeta作为催化剂的基体中。
2、其中，fe改性的多级孔沸石fe-hbeta中的性组分fe物种为fe离子或fe氧化物中的一种或两种。
3、其中，fe-hbeta的bet比表面积和孔容为503～697m2g-1和0.31～0.58cm3g-1。fe-hbeta其对应的介孔孔径分布在10-40nm。
4、具有独特分级的微/介孔结构hbeta作为催化剂的基体不仅可以实现活性组分fe物种在整个基体中的高度分散，而且存在于介孔孔道中的活性组分fe氧化物也有助于对可见光的吸收。因此，这种新型的fe-hbeta可以作为一种优异的光辅助的fenton催化剂应用到废水中有机物的降解。
5、根据本发明的另一个方面，提供了fe改性的多级孔沸石fe-hbeta的制备方法，包括以下步骤：
6、s1，制备多级孔beta(hbeta)，过程如下：首先，将50mmol硅酸加入含10.4g四乙基氢氧化铵、0.15g氯化钠、0.05g氯化钾的水溶液中，室温搅拌混合4-6h至澄清溶液；然后，在上述清液中加入含2mmol偏铝酸钠和0.33gnaoh的水溶液，在室温搅拌4h后加入1gctab，在80℃搅拌8h放入高压釜中，在150℃水热晶化24h。最后经离心水洗处理，将所得到的粉体材料在烘箱100℃干燥过夜，在550℃条件下煅烧8h除去有机模板剂，最终得到白色粉体材料hbeta；
7、s2，通过离子交换法可以制备出fe-hbeta，具体合成工艺如下：将硝酸铁溶于20ml的去离子水中，得到0.4mol/l的硝酸铁溶液；然后0.5g的fe-beta粉体材料被加入到硝酸铁溶液中，在80℃的水浴中离子交换4h，然后离心水洗干燥，该工艺重复2次；最后干燥后的粉体材料在550℃煅烧8h得到fe-hbeta。
8、根据本发明的另一个方面，提供了fe改性的多级孔沸石fe-hbeta在废水有机物的可见光降解中的应用。
9、其中，fe-hbeta应用于废水有机物中的有机染料ab74的降解矿化过程中。
10、具有大孔结构的多级孔沸石beta(hbeta)，作为催化剂载体，其大的比表面积有助于客体活性组分的高度分散，可以进一步提高催化剂的活性。除此之外，利用多级孔沸石大的介孔孔道可以担载活性成分fe2o3(eθ＝2.2ev)，不仅可以提高对可见光的利用率，而且可以加速物质的扩散和传质，有望在可见光的条件下实现有机物的降解。
11、我们首先通过水热晶化法制备多级孔沸石hbeta，然后通过离子交换法成功地制备出fe改性的多级孔沸石beta(fe-hbeta)。在可见光辐射下，以废水中的有机物酸性蓝ab74作为考察对象，研究催化剂fe-hbeta对ab74的降解矿化效率，结果证明通过离子交换法制备出一种新型的非均相fenton催化剂fe-hbeta。这种新型的催化剂具有的高的比表面积(503～697m2g-1)和孔容量(0.31～0.58cm3g-1)，不仅可以实现活性组分fe物种在基体中的高度分散，而且对可见光有着强的吸收。在可见光降解有机染料ab74的催化反应中，非均相fenton催化剂fe-hbeta显示了优异的催化活性，可以在3min内实现有机物的完全降解，2h的toc效率可以高达75％，而且还表现出高的催化稳定性。通过催化机理分析，整个催化降解过程包括三部分，即有机染料分子的吸附、·oh自由基的产生以及·oh自由基与活性有机染料分子的氧化还原反应，光和催化剂存在协同催化降解ab74的作用。
1.fe改性的多级孔沸石fe-hbeta，其特征在于，包括具有独特分级的微/介孔结构hbeta作为催化剂的基体和活性组分fe物种，所述活性组分fe物种高度分散在所述微/介孔结构hbeta作为催化剂的基体中。
2.根据权利要求1所述的fe改性的多级孔沸石fe-hbeta，其特征在于，所述活性组分fe物种为fe离子或fe氧化物中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的fe改性的多级孔沸石fe-hbeta，其特征在于，fe-hbeta的bet比表面积和孔容为503～697m2g-1和0.31～0.58cm3g-1。
4.根据权利要求3所述的fe改性的多级孔沸石fe-hbeta，其特征在于，fe-hbeta的bet比表面积和孔容为594m2g-1和0.45cm3g-1。
5.根据权利要求1所述的fe改性的多级孔沸石fe-hbeta，其特征在于，其对应的介孔孔径分布在10-40nm。
6.fe改性的多级孔沸石fe-hbeta的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.fe改性的多级孔沸石fe-hbeta在废水有机物的可见光降解中的应用，其特征在于，采用权利要求1～6任一项所述fe改性的多级孔沸石fe-hbeta。
8.根据权利要求7所述的fe改性的多级孔沸石fe-hbeta在废水有机物的可见光降解中的应用，其特征在于，fe-hbeta催化废水有机物中的有机染料ab74的降解矿化。
