本發(fā)明屬于磁性仿酶催化劑技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種磁性仿酶催化劑及其制備方法和應(yīng)用方法。

背景技術(shù)：

有機(jī)廢水因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、濃度高、難生化降解而難以處理。而這類有機(jī)污染物大多具有毒害作用或?qū)儆谥掳┪镔|(zhì)，若排入水體，會(huì)對(duì)環(huán)境和人類健康造成極大危害，故需要對(duì)有機(jī)廢水進(jìn)行深度處理，以實(shí)現(xiàn)廢水的再生循環(huán)利用。

活性污泥法是一個(gè)應(yīng)用比較普遍而且比較有效的方法。但活性污泥法對(duì)有機(jī)廢水中的色度、COD等降解效果有限，不僅難以達(dá)到再生水循環(huán)利用的標(biāo)準(zhǔn)，甚至不能達(dá)標(biāo)排放。Fenton法雖然能有效降解有機(jī)廢水，但存在催化降解效率低、pH適用范圍窄、鐵泥量大、成本高等問(wèn)題。

類Fenton技術(shù)作為一種新型技術(shù)，可以高效催化降解廢水中有機(jī)污染物，如“一種類Fenton催化劑的制備方法及用途”（CN105312055A）專利技術(shù)，所制備的Co(OH)₂/Cu₂O復(fù)合物催化劑雖對(duì)甲基橙廢水有良好的催化降解效果，但存在催化劑難回收等問(wèn)題；Fe₃O₄因既具有超順磁性，同時(shí)具有天然的過(guò)辣根過(guò)氧化物酶催化活性，可用于制備類Fenton催化劑，“一種多相磁性類Fenton-光催化劑及其制備方法和應(yīng)用”（CN105032423A）專利技術(shù)，所制備的Fe₃O₄@SiO₂@TiO₂催化劑雖對(duì)亞甲基藍(lán)廢水有很高的去除率，且催化劑具有磁性，易磁分離回收，但存在催化劑制備復(fù)雜，降解過(guò)程需要光照條件，沒(méi)有充分利用Fe₃O₄的催化功能。由于納米Fe₃O₄容易團(tuán)聚，需要負(fù)載于載體上避免團(tuán)聚，“多壁碳納米管負(fù)載納米四氧化三鐵催化劑及其制備方法與應(yīng)用” （CN102671661B）專利技術(shù)，所制備的Fe₃O₄-MWCNTs催化劑雖對(duì)亞甲基藍(lán)廢水降解效果顯著、能有效解決團(tuán)聚問(wèn)題和催化劑易磁分離回收，但作為載體碳納米管價(jià)格昂貴、催化劑制備條件復(fù)雜，不適用于治理工業(yè)有機(jī)廢水?！敖到釶OPs的Fe₃O₄/Fe⁰/焦炭仿酶催化劑及其制備方法”（CN105148915A）專利技術(shù)，所制備的Fe₃O₄/Fe⁰/焦炭雖對(duì)POPs廢水有很好的處理效果且載體價(jià)廉易得，但工藝復(fù)雜和試劑昂貴，導(dǎo)致催化劑制備成本高，實(shí)用性受到限制。盡管類Fenton技術(shù)的研究引起人們的廣泛關(guān)注，但對(duì)有機(jī)廢水等難降解的工業(yè)廢水再生處理的應(yīng)用研究鮮有報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在克服已有技術(shù)缺陷，目的是提供一種工藝簡(jiǎn)單、操作性強(qiáng)、成本低和產(chǎn)率高的磁性仿酶催化劑的制備方法；用該方法制備的磁性仿酶催化劑處理工業(yè)有機(jī)廢水時(shí)間短、效率高、易磁分離、使用壽命長(zhǎng)和環(huán)境友好。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案的具體步驟是：

步驟一、按煤基炭∶KOH溶液的質(zhì)量比為1∶（10~50）配料，混合均勻，即得混合料；再將所述混合料加入石英反應(yīng)器中，在105℃條件下于真空干燥箱中干燥1~2h，得到預(yù)活化煤基炭。

步驟二、將所述預(yù)活化煤基炭置于微波發(fā)生裝置中，通氮?dú)?0~15min；再開啟所述微波發(fā)生裝置，在300~700℃條件下活化2~6min，冷卻至60～90℃，得到活化煤基炭。

步驟三、按所述活化煤基炭∶除氧去離子水的質(zhì)量比為1∶（50~100），將所述活化煤基炭與除氧去離子水混合均勻，在60~100r/min條件下攪拌10~20min，靜置5~10min，得到上層KOH回收液和下層沉淀物。將所述下層沉淀物用0.1mol/L鹽酸洗滌2~3次，再用除氧去離子水洗滌至pH值為6~7，然后于105℃條件下干燥4~6h，得到改性煤基炭。

步驟四、按FeSO₄·7H₂O∶所述改性煤基炭∶除氧去離子水的質(zhì)量比為1∶（0.6~1.4）∶（50~100），將FeSO₄·7H₂O、所述改性煤基炭和除氧去離子水混合均勻，再置于反應(yīng)釜中，在氮?dú)鈿夥蘸?0~95℃條件下，以500~1000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌20~30min，得到懸浮液。

步驟五、按NaNO₃∶NaOH∶除氧去離子水的質(zhì)量比為1∶（1~1.4）∶（50~100），將NaNO₃、NaOH和除氧去離子水混合均勻，得到混合液。然后在500~1000r/min的攪拌條件下，按所述混合液∶所述懸浮液的質(zhì)量比為1∶（1~1.1），將所述混合液以0.01L/min流量滴入所述懸浮液中，持續(xù)攪拌30~60min，再于磁場(chǎng)中靜置5~10min。取下層磁性沉淀物，將所述下層磁性沉淀物用除氧去離子水和無(wú)水乙醇交替洗滌至pH值為6~7，最后在80~85℃條件下于真空干燥箱中干燥4~6h，即得磁性仿酶催化劑。

所述的煤基炭為塊焦、粉焦、半焦和煤矸石中的一種。

所述KOH溶液的濃度為2.5mol/L。

所述真空干燥箱的真空度為600~800Pa。

所述微波發(fā)生裝置的功率為200~600W。

所述磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.1~0.3T。

所述磁性仿酶催化劑的應(yīng)用方法是：按所述磁性仿酶催化劑∶有機(jī)廢水的質(zhì)量比為（0.8~1.6）∶100，將所述磁性仿酶催化劑和有機(jī)廢水加入到反應(yīng)池中，調(diào)pH值至2~6；再按H₂O₂∶所述有機(jī)廢水的質(zhì)量比為（0.2~0.6）∶100，將H₂O₂加入到所述反應(yīng)池中，在10~50℃條件下以1000~2000r/min攪拌30min，處理后的有機(jī)廢水的COD和色度即達(dá)國(guó)家工業(yè)再生水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

所述有機(jī)廢水為獨(dú)立焦化廠二級(jí)生化出水、鋼鐵聯(lián)合焦化廠二級(jí)生化出水、農(nóng)藥廠二級(jí)生化出水、印染廠二級(jí)生化出水中的一種；所述有機(jī)廢水的COD為400~2000mg/L，色度為500~2500倍。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明所用的煤基炭固定碳含量高、強(qiáng)度高和灰分低，是一種價(jià)廉易得的催化劑載體材料，故制備成本低。

2、本發(fā)明采用煤基炭與KOH溶液混合，并在真空條件下預(yù)活化，既避免煤基炭與固體KOH研磨混合不均勻，也明顯縮短后續(xù)微波活化時(shí)間。

3、本發(fā)明采用微波在300~700℃下活化，避免活化過(guò)程中產(chǎn)生鉀蒸汽，還可回收KOH循環(huán)利用。該方法升溫速率快、能耗低、活化時(shí)間短、活化劑用量少和操作簡(jiǎn)便安全，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

4、本發(fā)明所制備的中間產(chǎn)物改性煤基炭的比表面積為256~497m²/g，產(chǎn)率為63.11~72.97%，改性煤基炭的產(chǎn)率高。

5、本發(fā)明所制備的磁性仿酶催化劑中Fe₃O₄分散負(fù)載于改性煤基炭上，沒(méi)有明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象。磁性仿酶催化劑中改性煤基炭含氧官能團(tuán)豐富，與有機(jī)污染物的親和性好。磁性仿酶催化劑具有超順磁性。

6、本發(fā)明所制備的磁性仿酶催化劑產(chǎn)率為95.37~99.16%，飽和磁化強(qiáng)度為54.63~88.14emu/g，其中Fe₃O₄的平均粒徑為36~49nm，易于磁分離，解決了催化劑分離難題。

7、本發(fā)明所制備的磁性仿酶催化劑在pH值為2~6較寬的范圍內(nèi)對(duì)工業(yè)有機(jī)廢水有良好的降解效果，解決了傳統(tǒng)Fenton法pH值適用范圍窄的局限性。應(yīng)用結(jié)果顯示：色度降至5~30倍，COD降至18~49mg/L，處理后的水質(zhì)能達(dá)到工業(yè)用水再生水標(biāo)準(zhǔn)（色度≤30倍，COD≤60mg/L）。

因此，本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單、操作性強(qiáng)、成本低和產(chǎn)率高的特點(diǎn)，所制備的磁性仿酶催化劑處理工業(yè)有機(jī)廢水時(shí)間短、效率高、易磁分離、使用壽命長(zhǎng)且環(huán)境友好。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明制備的一種磁性仿酶催化劑的SEM圖；

圖2為圖1所示磁性仿酶催化劑的FTIR譜圖；

圖3為圖1所示磁性仿酶催化劑的VSM圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并非對(duì)其保護(hù)范圍的限制。

為避免重復(fù)，先將本具體實(shí)施方式所涉及的技術(shù)參數(shù)統(tǒng)一描述如下，實(shí)施例中不再贅述：

所述的KOH溶液濃度為2.5mol/L。

所述真空干燥箱的真空度為600~800Pa。

所述的微波發(fā)生裝置的功率為200~600W。

所述的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.1~0.3T。

實(shí)施例1

一種磁性仿酶催化劑及其制備方法和應(yīng)用方法。本實(shí)施例所述制備方法的具體步驟是：

步驟一、按煤基炭∶KOH溶液的質(zhì)量比為1∶（10~20）配料，混合均勻，即得混合料；再將所述混合料加入石英反應(yīng)器中，在105℃條件下于真空干燥箱中干燥1~2h，得到預(yù)活化煤基炭。

步驟二、將所述預(yù)活化煤基炭置于微波發(fā)生裝置中，通氮?dú)?0~15min；再開啟所述微波發(fā)生裝置，在300~400℃條件下活化2~3min，冷卻至60～90℃，得到活化煤基炭。

步驟三、按所述活化煤基炭∶除氧去離子水的質(zhì)量比為1∶（50~70），將所述活化煤基炭與除氧去離子水混合均勻，在60~100r/min條件下攪拌10~20min，靜置5~10min，得到上層KOH回收液和下層沉淀物。將所述下層沉淀物用0.1mol/L鹽酸洗滌2~3次，再用除氧去離子水洗滌至pH值為6~7，然后于105℃條件下干燥4~6h，得到改性煤基炭。

步驟四、按FeSO₄·7H₂O∶所述改性煤基炭∶除氧去離子水的質(zhì)量比為1∶（0.6~0.8）∶（50~70），將FeSO₄·7H₂O、所述改性煤基炭和除氧去離子水混合均勻，再置于反應(yīng)釜中，在氮?dú)鈿夥蘸?0~95℃條件下，以500~1000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌20~30min，得到懸浮液。

步驟五、按NaNO₃∶NaOH∶除氧去離子水的質(zhì)量比為1∶（1~1.1）∶（50~70），將NaNO₃、NaOH和除氧去離子水混合均勻，得到混合液。然后在500~1000r/min的攪拌條件下，按所述混合液∶所述懸浮液的質(zhì)量比為1∶（1~1.1），將所述混合液以0.01L/min流量滴入所述懸浮液中，持續(xù)攪拌30~60min，再于磁場(chǎng)中靜置5~10min。取下層磁性沉淀物，將所述下層磁性沉淀物用除氧去離子水和無(wú)水乙醇交替洗滌至pH值為6~7，最后在80~85℃條件下于真空干燥箱中干燥4~6h，即得磁性仿酶催化劑。

本實(shí)施例所述煤基炭為塊焦。

本實(shí)施例得到的中間產(chǎn)物改性煤基炭比表面積為256~317m²/g，產(chǎn)率為69.78~72.97%。磁性仿酶催化劑的產(chǎn)率為98.32~99.16%，飽和磁化強(qiáng)度為78.65~88.14emu/g，其中Fe₃O₄的平均粒徑為45~49nm。

本實(shí)施例所述磁性仿酶催化劑的應(yīng)用方法是：按所述磁性仿酶催化劑∶有機(jī)廢水的質(zhì)量比為（0.8~1.0）∶100，將所述磁性仿酶催化劑和有機(jī)廢水加入到反應(yīng)池中，調(diào)pH值至2~3；再按H₂O₂∶所述有機(jī)廢水的質(zhì)量比為（0.2~0.3）∶100，將H₂O₂加入到所述反應(yīng)池中，在10~20℃條件下以1000~2000r/min攪拌30min，處理后的有機(jī)廢水的COD和色度即達(dá)國(guó)家工業(yè)再生水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

本實(shí)施例所述有機(jī)廢水為獨(dú)立焦化廠二級(jí)生化出水；所述有機(jī)廢水的COD為400~800mg/L，色度為500~1000倍。

所述有機(jī)廢水經(jīng)30min處理后，色度降至5~15倍，COD降至18~27mg/L，符合國(guó)家工業(yè)再生水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（色度≤30倍，COD≤60mg/L）。

實(shí)施例2

一種磁性仿酶催化劑及其制備方法和應(yīng)用方法。本實(shí)施例所述制備方法的具體步驟是：

步驟一、按煤基炭∶KOH溶液的質(zhì)量比為1∶（20~30）配料，混合均勻，即得混合料；再將所述混合料加入石英反應(yīng)器中，在105℃條件下于真空干燥箱中干燥1~2h，得到預(yù)活化煤基炭。

步驟二、將所述預(yù)活化煤基炭置于微波發(fā)生裝置中，通氮?dú)?0~15min；再開啟所述微波發(fā)生裝置，在400~500℃條件下活化3~4min，冷卻至60～90℃，得到活化煤基炭。

步驟三、按所述活化煤基炭∶除氧去離子水的質(zhì)量比為1∶（60~80），將所述活化煤基炭與除氧去離子水混合均勻，在60~100r/min條件下攪拌10~20min，靜置5~10min，得到上層KOH回收液和下層沉淀物。將所述下層沉淀物用0.1mol/L鹽酸洗滌2~3次，再用除氧去離子水洗滌至pH值為6~7，然后于105℃條件下干燥4~6h，得到改性煤基炭。

步驟四、按FeSO₄·7H₂O∶所述改性煤基炭∶除氧去離子水的質(zhì)量比為1∶（0.8~1.0）∶（60~80），將FeSO₄·7H₂O、所述改性煤基炭和除氧去離子水混合均勻，再置于反應(yīng)釜中，在氮?dú)鈿夥蘸?0~95℃條件下，以500~1000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌20~30min，得到懸浮液。

步驟五、按NaNO₃∶NaOH∶除氧去離子水的質(zhì)量比為1∶（1.1~1.2）∶（60~80），將NaNO₃、NaOH和除氧去離子水混合均勻，得到混合液。然后在500~1000r/min的攪拌條件下，按所述混合液∶所述懸浮液的質(zhì)量比為1∶（1~1.1），將所述混合液以0.01L/min流量滴入所述懸浮液中，持續(xù)攪拌30~60min，再于磁場(chǎng)中靜置5~10min。取下層磁性沉淀物，將所述下層磁性沉淀物用除氧去離子水和無(wú)水乙醇交替洗滌至pH值為6~7，最后在80~85℃條件下于真空干燥箱中干燥4~6h，即得磁性仿酶催化劑。

本實(shí)施例所述煤基炭為粉焦。

本實(shí)施例得到的中間產(chǎn)物改性煤基炭比表面積為304~374m²/g，產(chǎn)率為68.21~70.31%。磁性仿酶催化劑的產(chǎn)率為97.31~98.45%，飽和磁化強(qiáng)度為70.49~79.17emu/g，其中Fe₃O₄的平均粒徑為42~46nm。

本實(shí)施例所述磁性仿酶催化劑的應(yīng)用方法是：按所述磁性仿酶催化劑∶有機(jī)廢水的質(zhì)量比為（1.0~1.2）∶100，將所述磁性仿酶催化劑和有機(jī)廢水加入到反應(yīng)池中，調(diào)pH值至3~4；再按H₂O₂∶所述有機(jī)廢水的質(zhì)量比為（0.3~0.4）∶100，將H₂O₂加入到所述反應(yīng)池中，在20~30℃條件下以1000~2000r/min攪拌30min，處理后的有機(jī)廢水的COD和色度即達(dá)國(guó)家工業(yè)再生水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

本實(shí)施例所述有機(jī)廢水為鋼鐵聯(lián)合焦化廠二級(jí)生化出水；所述有機(jī)廢水的COD為800~1200mg/L，色度為1000~1500倍。

所述有機(jī)廢水經(jīng)30min處理后，色度降至10~20倍，COD降至25~34mg/L，符合國(guó)家工業(yè)再生水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（色度≤30倍，COD≤60mg/L）。

實(shí)施例3

一種磁性仿酶催化劑及其制備方法和應(yīng)用方法。本實(shí)施例所述制備方法的具體步驟是：

步驟一、按煤基炭∶KOH溶液的質(zhì)量比為1∶（30~40）配料，混合均勻，即得混合料；再將所述混合料加入石英反應(yīng)器中，在105℃條件下于真空干燥箱中干燥1~2h，得到預(yù)活化煤基炭。

步驟二、將所述預(yù)活化煤基炭置于微波發(fā)生裝置中，通氮?dú)?0~15min；再開啟所述微波發(fā)生裝置，在500~600℃條件下活化4~5min，冷卻至60～90℃，得到活化煤基炭。

步驟三、按所述活化煤基炭∶除氧去離子水的質(zhì)量比為1∶（70~90），將所述活化煤基炭與除氧去離子水混合均勻，在60~100r/min條件下攪拌10~20min，靜置5~10min，得到上層KOH回收液和下層沉淀物。將所述下層沉淀物用0.1mol/L鹽酸洗滌2~3次，再用除氧去離子水洗滌至pH值為6~7，然后于105℃條件下干燥4~6h，得到改性煤基炭。

步驟四、按FeSO₄·7H₂O∶所述改性煤基炭∶除氧去離子水的質(zhì)量比為1∶（1.0~1.2）∶（70~90），將FeSO₄·7H₂O、所述改性煤基炭和除氧去離子水混合均勻，再置于反應(yīng)釜中，在氮?dú)鈿夥蘸?0~95℃條件下，以500~1000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌20~30min，得到懸浮液。

步驟五、按NaNO₃∶NaOH∶除氧去離子水的質(zhì)量比為1∶（1.2~1.3）∶（70~90），將NaNO₃、NaOH和除氧去離子水混合均勻，得到混合液。然后在500~1000r/min的攪拌條件下，按所述混合液∶所述懸浮液的質(zhì)量比為1∶（1~1.1），將所述混合液以0.01L/min流量滴入所述懸浮液中，持續(xù)攪拌30~60min，再于磁場(chǎng)中靜置5~10min。取下層磁性沉淀物，將所述下層磁性沉淀物用除氧去離子水和無(wú)水乙醇交替洗滌至pH值為6~7，最后在80~85℃條件下于真空干燥箱中干燥4~6h，即得磁性仿酶催化劑。

本實(shí)施例所述煤基炭為半焦。

本實(shí)施例得到的中間產(chǎn)物改性煤基炭比表面積為368~441m²/g，產(chǎn)率為65.89~68.45%。磁性仿酶催化劑的產(chǎn)率為96.06~97.43%，飽和磁化強(qiáng)度為62.78~71.23emu/g，其中Fe₃O₄的平均粒徑為39~43nm。

本實(shí)施例所述磁性仿酶催化劑的應(yīng)用方法是：按所述磁性仿酶催化劑∶有機(jī)廢水的質(zhì)量比為（1.2~1.4）∶100，將所述磁性仿酶催化劑和有機(jī)廢水加入到反應(yīng)池中，調(diào)pH值至4~5；再按H₂O₂∶所述有機(jī)廢水的質(zhì)量比為（0.4~0.5）∶100，將H₂O₂加入到所述反應(yīng)池中，在30~40℃條件下以1000~2000r/min攪拌30min，處理后的有機(jī)廢水的COD和色度即達(dá)國(guó)家工業(yè)再生水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

本實(shí)施例所述有機(jī)廢水為農(nóng)藥廠二級(jí)生化出水；所述有機(jī)廢水的COD為1200~1600mg/L，色度為1500~2000倍。

所述有機(jī)廢水經(jīng)30min處理后，色度降至15~25倍，COD降至32~41mg/L，符合國(guó)家工業(yè)再生水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（色度≤30倍，COD≤60mg/L）。

實(shí)施例4

一種磁性仿酶催化劑及其制備方法和應(yīng)用方法。本實(shí)施例所述制備方法的具體步驟是：

步驟一、按煤基炭∶KOH溶液的質(zhì)量比為1∶（40~50）配料，混合均勻，即得混合料；再將所述混合料加入石英反應(yīng)器中，在105℃條件下于真空干燥箱中干燥1~2h，得到預(yù)活化煤基炭。

步驟二、將所述預(yù)活化煤基炭置于微波發(fā)生裝置中，通氮?dú)?0~15min；再開啟所述微波發(fā)生裝置，在600~700℃條件下活化5~6min，冷卻至60～90℃，得到活化煤基炭。

步驟三、按所述活化煤基炭∶除氧去離子水的質(zhì)量比為1∶（80~100），將所述活化煤基炭與除氧去離子水混合均勻，在60~100r/min條件下攪拌10~20min，靜置5~10min，得到上層KOH回收液和下層沉淀物。將所述下層沉淀物用0.1mol/L鹽酸洗滌2~3次，再用除氧去離子水洗滌至pH值為6~7，然后于105℃條件下干燥4~6h，得到改性煤基炭。

步驟四、按FeSO₄·7H₂O∶所述改性煤基炭∶除氧去離子水的質(zhì)量比為1∶（1.2~1.4）∶（80~100），將FeSO₄·7H₂O、所述改性煤基炭和除氧去離子水混合均勻，再置于反應(yīng)釜中，在氮?dú)鈿夥蘸?0~95℃條件下，以500~1000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌20~30min，得到懸浮液。

步驟五、按NaNO₃∶NaOH∶除氧去離子水的質(zhì)量比為1∶（1.3~1.4）∶（80~100），將NaNO₃、NaOH和除氧去離子水混合均勻，得到混合液。然后在500~1000r/min的攪拌條件下，按所述混合液∶所述懸浮液的質(zhì)量比為1∶（1~1.1），將所述混合液以0.01L/min流量滴入所述懸浮液中，持續(xù)攪拌30~60min，再于磁場(chǎng)中靜置5~10min。取下層磁性沉淀物，將所述下層磁性沉淀物用除氧去離子水和無(wú)水乙醇交替洗滌至pH值為6~7，最后在80~85℃條件下于真空干燥箱中干燥4~6h，即得磁性仿酶催化劑。

本實(shí)施例所述煤基炭為煤矸石。

本實(shí)施例得到的中間產(chǎn)物改性煤基炭比表面積為432~497m²/g，產(chǎn)率為63.11~66.13%。磁性仿酶催化劑的產(chǎn)率為95.37~96.18%，飽和磁化強(qiáng)度為54.63~63.42emu/g，其中Fe₃O₄的平均粒徑為36~40nm。

本實(shí)施例所述磁性仿酶催化劑的應(yīng)用方法是：按所述磁性仿酶催化劑∶有機(jī)廢水的質(zhì)量比為（1.4~1.6）∶100，將所述磁性仿酶催化劑和有機(jī)廢水加入到反應(yīng)池中，調(diào)pH值至5~6；再按H₂O₂∶所述有機(jī)廢水的質(zhì)量比為（0.5~0.6）∶100，將H₂O₂加入到所述反應(yīng)池中，在40~50℃條件下以1000~2000r/min攪拌30min，處理后的有機(jī)廢水的COD和色度即達(dá)國(guó)家工業(yè)再生水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

本實(shí)施例所述有機(jī)廢水為印染廠二級(jí)生化出水；所述有機(jī)廢水的COD為1600~2000mg/L，色度為2000~2500倍。

所述有機(jī)廢水經(jīng)30min處理后，色度降至20~30倍，COD降至39~49mg/L，符合國(guó)家工業(yè)再生水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（色度≤30倍，COD≤60mg/L）。

本具體實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本具體實(shí)施方式所用的煤基炭固定碳含量高、強(qiáng)度高和灰分低，是一種價(jià)廉易得的催化劑載體材料，故制備成本低。

2、本具體實(shí)施方式采用煤基炭與KOH溶液混合，并在真空條件下預(yù)活化，既避免煤基炭與固體KOH研磨混合不均勻，也明顯縮短后續(xù)微波活化時(shí)間。

3、本具體實(shí)施方式采用微波在300~700℃下活化，避免活化過(guò)程中產(chǎn)生鉀蒸汽，還可回收KOH循環(huán)利用。該方法升溫速率快、能耗低、活化時(shí)間短、活化劑用量少和操作簡(jiǎn)便安全，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

4、本具體實(shí)施方式所制備的中間產(chǎn)物改性煤基炭的比表面積為256~497m²/g，產(chǎn)率為63.11~72.97%，改性煤基炭的產(chǎn)率高。

5、本具體實(shí)施方式所制備的磁性仿酶催化劑如圖1~圖3所示，圖1為實(shí)施例1制備的一種磁性仿酶催化劑的SEM圖；圖2是圖1所示磁性仿酶催化劑的FTIR譜圖；圖3是圖1所示磁性仿酶催化劑的VSM圖。如圖1所示，F(xiàn)e₃O₄分散負(fù)載于改性煤基炭上，沒(méi)有明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象。圖2說(shuō)明了磁性仿酶催化劑中改性煤基炭含氧官能團(tuán)豐富，與有機(jī)污染物的親和性好。圖3說(shuō)明了磁性仿酶催化劑具有超順磁性。

6、本具體實(shí)施方式所制備的磁性仿酶催化劑產(chǎn)率為95.37~99.16%，飽和磁化強(qiáng)度為54.63~88.14emu/g，其中Fe₃O₄的平均粒徑為36~49nm，易于磁分離，解決了催化劑分離難題。

7、本具體實(shí)施方式所制備的磁性仿酶催化劑在pH值為2~6較寬的范圍內(nèi)對(duì)工業(yè)有機(jī)廢水有良好的降解效果，解決了傳統(tǒng)Fenton法pH值適用范圍窄的局限性。應(yīng)用結(jié)果顯示：色度降至5~30倍，COD降至18~49mg/L，處理后的水質(zhì)能達(dá)到工業(yè)用水再生水標(biāo)準(zhǔn)（色度≤30倍，COD≤60mg/L）。

因此，本具體實(shí)施方式具有工藝簡(jiǎn)單、操作性強(qiáng)、成本低和產(chǎn)率高的特點(diǎn)，所制備的磁性仿酶催化劑處理工業(yè)有機(jī)廢水時(shí)間短、效率高、易磁分離、使用壽命長(zhǎng)且環(huán)境友好。