【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光催化材料，具體涉及一種三維復合光催化材料及其制備方法和廢水處理系統。
技術介紹
1、新興污染物(ecs)對水生生態系統和人類健康構成重大威脅，其中抗生素是一種快速增長的新興污染物。傳統廢水處理技術對抗生素的降解能力有限，導致藥物殘留未完全清除，從而廣泛分布在醫院污水、醫療廢水，甚至自然水體中。因此，迫切需要一種低成本、有效的方法來降解醫院廢水中的抗生素。
2、光催化技術能夠在光照射下產生活性自由基，為高效和經濟的抗生素降解提供了一條有前途的途徑。據報道，各種抗生素和難降解的有機污染物可以光催化降解，只需要很少或不需要額外的化學試劑。雖然在開發新型光催化材料和闡明降解機制方面取得了重大進展，但彌合實驗室規模研究和實際廢水處理之間的差距仍然是一個挑戰。目前連續流光催化系統已被用于co2、no等氣體污染物的處理，但光分布不均勻和需要外部能量輸入等問題阻礙了其在抗生素廢水處理中的應用，該系統的工業規模應用還需要仔細考慮特征光源和反應器設計等因素。在這方面，適當的帶隙光催化劑能夠利用廣泛的可見光源來激發載流子，以及光催化劑復合材料的易于制造和放大，對于整個系統設計至關重要。
3、因此，有必要提供一種三維復合光催化材料及其制備方法和廢水處理系統，簡化光催化材料的制備步驟，解決光催化材料光響應范圍窄和光催化效率低的問題，進一步提高污水中抗生素的降解效率。
技術實現思路
1、本專利技術旨在至少解決上述現有技術中存在的技術問題之一，為此本專利技術提出一種三維復
2、本專利技術的第一方面提供一種三維復合光催化材料。
3、具體的，包括fe3s4顆粒和聚氨酯材料；
4、所述fe3s4顆粒負載于聚氨酯材料中；
5、所述fe3s4顆粒的負載量為5～25wt％。
6、優選的，所述fe3s4顆粒的形狀為花簇狀。
7、優選的，所述fe3s4顆粒的尺寸為10～30μm。
8、進一步優選的，所述fe3s4顆粒的尺寸為20～30μm。
9、更進一步優選的，所述fe3s4顆粒的尺寸為25μm。
10、本專利技術的第二方面提供一種三維復合光催化材料的制備方法。
11、具體的，包括以下步驟：
12、(1)將多元醇、二苯甲烷二異氰酸酯、發泡劑、交聯劑、催化劑和表面活性劑進行聚合成型，制得聚氨酯泡沫；
13、(2)將聚氨酯泡沫浸泡在fe3s4溶液中，將浸漬后的聚氨酯泡沫進行烘干，制得三維復合光催化材料；
14、所述多元醇、二苯甲烷二異氰酸酯、發泡劑、交聯劑、催化劑和表面活性劑的質量比為100：25～35：0.5～1.5：0.4～0.6：0.1～0.2：0.35～0.45。
15、優選的，所述多元醇、二苯甲烷二異氰酸酯、發泡劑、交聯劑、催化劑和表面活性劑的質量比為100：25～30：0.5～1：0.45～0.55：0.1～0.2：0.35～0.4。
16、進一步優選的，所述多元醇、二苯甲烷二異氰酸酯、發泡劑、交聯劑、催化劑和表面活性劑的質量比為100：30：0.9：0.5：0.1：0.4。
17、優選的，步驟(1)中，所述多元醇包括聚醚多元醇、聚脲多元醇中的至少一種。
18、優選的，步驟(1)中，所述表面活性劑包括硅油、壬基酸中的至少一種。
19、優選的，步驟(2)中，所述fe3s4溶液的制備方法包括：
20、將六水合氯化鐵和硫脲溶解在溶劑中，進行攪拌，加熱，洗滌，干燥，獲得fe3s4顆粒，再將fe3s4顆粒分散于溶劑中，制得fe3s4溶液。
21、優選的，步驟(1)中，所述發泡劑包括水、二氯甲烷、氯氟烴中的至少一種。
22、優選的，步驟(1)中，所述交聯劑包括3,3-二氯-4,4-二胺基二苯基甲烷。
23、優選的，步驟(1)中，所述催化劑包括三乙二胺、二甲基乙醇胺、辛酸亞錫中的至少一種。
24、優選的，步驟(2)中，所述浸泡的時間為3～8min。
25、進一步優選的，所述浸泡的時間為5～8min。
26、更進一步優選的，所述浸泡的時間為5min。
27、優選的，步驟(2)中，所述fe3s4溶液的濃度為100～500mg?l-1。
28、優選的，步驟(2)中，所述烘干的溫度為70～90℃。
29、進一步優選的，所述烘干的溫度為75～85℃。
30、更進一步優選的，所述烘干的溫度為80℃。
31、本專利技術的第三方面提供一種廢水處理系統。
32、具體的，所述廢水處理系統包括第一方面提供的三維復合光催化材料。
33、優選的，所述廢水處理系統的反應流速為1～15ml?min-1。
34、優選的，所述廢水包括抗生素廢水。
35、優選的，所述廢水處理系統還包括led光源，led光源的波長為450～500nm。
36、相對于現有技術，本專利技術的有益效果如下：
37、本專利技術通過將電荷有序的fe3s4顆粒負載于聚氨酯材料中，制得的三維復合光催化材料具有fe2+和fe3+氧化還原對，光誘導的fe2+和fe3+持續氧化還原循環促進了活性氧的生成，有利于降解抗生素。而聚氨酯材料擴大了三維復合光催化材料與污染物的接觸表面積，更有利于催化劑界面的傳質、擴散作用，增強了污染物-活性氧的相互作用以實現抗生素的降解。
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1.一種三維復合光催化材料，其特征在于，包括Fe3S4顆粒和聚氨酯材料；
2.根據權利要求1所述的三維復合光催化材料，其特征在于，所述Fe3S4顆粒的形狀為花簇狀。
3.根據權利要求1所述的三維復合光催化材料，其特征在于，所述Fe3S4顆粒的尺寸為10～30μm。
4.權利要求1至3中任一項所述的三維復合光催化材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述多元醇包括聚醚多元醇、聚脲多元醇中的至少一種。
6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述表面活性劑包括硅油、壬基酸中的至少一種。
7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述Fe3S4溶液的制備方法包括：
8.一種廢水處理系統，其特征在于，所述廢水處理系統包括權利要求1至3中任一項所述的三維復合光催化材料。
9.根據權利要求8所述的廢水處理系統，其特征在于，所述廢水處理系統的反應流速為1～15mL?min-1。
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...【技術特征摘要】
1.一種三維復合光催化材料，其特征在于，包括fe3s4顆粒和聚氨酯材料；
2.根據權利要求1所述的三維復合光催化材料，其特征在于，所述fe3s4顆粒的形狀為花簇狀。
3.根據權利要求1所述的三維復合光催化材料，其特征在于，所述fe3s4顆粒的尺寸為10～30μm。
4.權利要求1至3中任一項所述的三維復合光催化材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述多元醇包括聚醚多元醇、聚脲多元醇中的至少一種。
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