[发明专利]铁锰复合硅酸盐的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

臭氧作为一种强氧化剂，在废水处理中的应用日益受到人们的关注，但臭氧在水中的溶解度较低且小稳定，导致臭氧的利用率较低并且单独臭氧很难将有机物彻底降解为CO₂和H₂O从而阻碍了臭氧氧化的广泛应用。催化臭氧氧化是近年来发展起来的一种以提高臭氧利用效率为目的的高级氧化技术，是利用反应过程产生的大量强氧化性白由基氧化分解水中的有机物达到水质净化的目的。

发明内容

本发明的目的是为了解决臭氧在水中的溶解度较低且稳定，导致臭氧的利用率较低的技术问题，提供了一种铁锰复合硅酸盐的制备方法及其应用。

铁锰复合硅酸盐的制备方法如下：

一、向浓度为0.25～2.5mol/L的碱金属硅酸盐水溶液中滴加酸溶液，调节pH值为2～6，以100r/min～300r/min的速度搅拌30min～60min，按照金属元素(Fe元素与Mn元素之和)与硅元素(Si)摩尔比为9～1∶3的比例加入铁盐与锰盐组成的混合水溶液，铁盐与锰盐组成的混合水溶液中铁元素与锰元素的摩尔比为9～1∶3，再加入强碱溶液调节pH值为8～9，得到混合液；

二、将混合液静沉10min～30min，再在30℃～80℃条件下静置活化12h～24h，然后将沉淀物用去离子水洗涤至上清液的电导率和pH值不变为止，再将沉淀物在60℃～80℃下干燥，研磨过筛留下0.6mm～1.7mm粒径颗粒，即得铁锰复合硅酸盐；

步骤一中所述的碱金属硅酸盐是硅酸钠、硅酸钾或偏硅酸钠；

步骤一中所述的铁盐是硝酸铁、硫酸铁或氯化铁；

步骤一中所述的锰盐是硝酸锰、氯化锰或硫酸锰；

步骤一中所述的酸溶液是浓度为1.0mol/L的硫酸或浓度为1.0mol/L的盐酸；

步骤一中所述的强碱溶液是浓度为1mol/L的氢氧化钾溶液或浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液。

所述铁锰复合硅酸盐作为催化剂用于水处理。

本发明铁锰复合硅酸盐为固态，非晶型，呈红褐色，粒径为0.1～0.5mm，在水中静置2min后可完全沉降，催化效果好，无毒无副作用，易于回收利用。本发明制备方法简单，原料来源丰富，反应条件温和，因此制备成本低。本发明的铁锰复合硅酸盐能促进O₃分解产生羟基自由基，增加水体中自由基的生成速率和数量，提高了O₃的氧化性和利用率。

附图说明

图1是实验一中对臭氧氧化和催化臭氧氧化对pCNB去除率的曲线，图中代表催化臭氧氧化对pCNB去除率的曲线，代表臭氧氧化对pCNB去除率的曲线。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式问的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式铁锰复合硅酸盐的制备方法如下：

一、向浓度为0.25～2.5mol/L的碱金属硅酸盐水溶液中滴加酸溶液，调节pH值为2～6，以100r/min～300r/min的速度搅拌30min～60min，按照金属元素(Fe元素与Mn元素之和)与硅元素(Si)摩尔比为9～1∶3的比例加入铁盐与锰盐组成的混合水溶液，铁盐与锰盐组成的混合水溶液中铁元素与锰元素的摩尔比为9～1∶3，再加入强碱溶液调节pH值为8～9，得到混合液；

二、将混合液静沉10min～30min，再在30℃～80℃条件下静置活化12h～24h，然后将沉淀物用去离子水洗涤至上清液的电导率和pH值不变为止，再将沉淀物在60℃～80℃下干燥，研磨过筛留下0.6mm～1.7mm粒径颗粒，即得铁锰复合硅酸盐；

步骤一中所述的碱金属硅酸盐是硅酸钠、硅酸钾或偏硅酸钠；

步骤一中所述的铁盐是硝酸铁、硫酸铁或氯化铁；

步骤一中所述的锰盐是硝酸锰、氯化锰或硫酸锰。

本实施方式制备的铁锰复合硅酸盐为固态，非晶型，呈红褐色，粒径为0.1～0.5mm，在水中静置2min后可完全沉降，催化效果好，无毒无副作用，易于回收利用。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中所述的酸溶液是浓度为1.0mol/L的硫酸或浓度为1.0mol/L的盐酸。其它与具体实施方式一相同。