[发明专利]一种磁性纳米固体酸催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种难降解废水处理用的磁性纳米固体酸催化剂制备方法，属环保催化剂技术领域。

背景技术

化工/制药等行业难降解有机废水一直是水环保领域的难点，主要原因是这些废水中含有芳香烃（苯、甲苯、二甲苯等）、卤代烃（氯代丁烷、溴代烷烃等）等持久性难降解有机污染物，这些有机污染物无法通过传统生化处理达标排放，近来人们把越来越多的注意力开始放在芬顿（ Fenton）处理技术方面，芬顿处理技术是指利用过氧化氢(H2O2) 与二价铁离子（Fe2+）的混合反应产生强氧化性羟基自由基（OH·）氧化去除难降解有机污染物，据分析数据显示，羟基自由基的氧化电势高达2. 73 V，其氧化能力在溶液中仅次于氟气，能够氧化降解通常氧化剂难以氧化的芳香类化合物及一些杂环类化合物，该技术已在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中体现了很广泛的应用。

然而，采用H2O2为氧化剂、Fe2+为催化剂的芬顿处理技术在工程实践中还存在如下缺点，其一，反应在酸性均相条件下进行，反应前后需要调节废水的pH, 需要消耗大量的酸碱，同时产生大量的盐份，需要增加后续除盐步骤，才能达标排放，另外，铁盐会随着溶液pH的变化发生沉淀，难以回收利用，因此开发非均相固体酸催化剂是近年来人们关注的热点。

专利（申请号：201210080802.9）公开了一种二元金属氧化物复合型固体酸催化剂的制备及在有机废水中的应用，将一定量比的SnCl4.5H2O的乙醇溶液和Fe2(SO4)3混合，用氨水调节pH为9，形成溶胶，经陈化洗涤、离心沉降、烘干、研磨过筛后和洗净烘干的硅藻土利用球磨机剧烈搅拌混合，高温煅烧，得到以金属氧化物为促进剂的锡铁硅固体酸，能快速有效降解亚甲基蓝、甲基橙、间硝基苯模拟废水及翠兰染料废水、草甘膦农药废水、医药中间体废水，无须调节废水的pH值，然而催化剂回收重复使用麻烦，而且催化剂制备工艺复杂。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种工艺简单、易回收的磁性纳米固体酸催化剂的制备方法。为了达到上述发明目的，本发明具体是这样来实现的：

按一定比例配制0.1-10%硅盐溶液、0.1-10%金属盐溶液、0.1-10%铁盐溶液、0.01-1%助剂溶液，用柱塞泵组分别将硅盐溶液、金属盐溶液、铁盐溶液及助剂溶液打入高温高压反应器进行混合、水热反应，然后利用磁石吸附获得磁性纳米固体酸催化剂颗粒。

所述的一种磁性纳米固体酸催化剂的制备方法，其特征在于所述所述硅源选自硅酸钠、正硅酸四乙酯其中一种或两种。

所述的一种磁性纳米固体酸催化剂的制备方法，其特征在于所述所述所述助剂选自聚乙烯醇、醋酸乙酯、聚山梨糖醇其中的一种或两种。

所述的一种磁性纳米固体酸催化剂的制备方法，其特征在于所述金属化合物选自四氯化锡、硫酸锆、硝酸镍其中一种或几种。

所述金属化根据权利要求1所述的一种磁性纳米固体酸催化剂的制备方法，其特征在于所述铁盐选自可溶性无机铁盐或有机铁盐。

所述的一种磁性纳米固体酸催化剂的制备方法，其特征在于所述高温高压反应器反应条件是温度380度以上，压力25MPa以上。

  本发明方法制备得到的磁性纳米固体酸催化剂催化效率高、制备工艺简单、易回收，便于实现工业化生产。

具体实施方式

实施例1：

配制2%M硝酸镍溶液、5%硅酸钠溶液、0.01%聚乙烯醇溶液，用柱塞泵分别将上述溶液打入高温高压反应器，控制反应温度390度、压力25MPa, 反应时间2分钟流出，用磁石吸附收集获得磁性纳米固体酸催化剂颗粒，粒径90nm。

实施例2：

配制2%M硫酸锆溶液、5%硅酸钠溶液、0.01%聚乙烯醇溶液，用柱塞泵分别将上述溶液打入高温高压反应器，控制反应温度390度、压力25MPa, 反应时间2分钟流出，用磁石吸附收集获得磁性纳米固体酸催化剂颗粒，粒径80nm。