[发明专利]一种磁性凹凸棒类芬顿催化材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了涉及一种磁性凹凸棒类芬顿催化材料及其制备方法与应用，所述的催化材料以废弃物为原料，减少废弃物的污染，降低复合材料的制备成本；且催化活性高、催化反应速率快。上述磁性凹凸棒类芬顿催化材料，由每升废酸溶液与30～480g凹凸棒混合而成。

技术领域

本发明涉及一种芬顿催化材料及其制备方法与应用，尤其是一种磁性凹凸棒类芬顿催化材料及其制备方法与应用。

背景技术

传统的芬顿技术已被证明可以有效降解有机污染物，特别是在难生物降解的有机物的废水处理中，高级氧化技术获得较好的发展和应用。但是传统的芬顿技术仍然具有许多关键的不足，近年来类芬顿技术已被证实适用pH范围宽，不会产生大量污泥，从而可以避免产生二次污染，是具有良好推广运用前景的技术。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种磁性凹凸棒类芬顿催化材料，该催化材料以废弃物为原料，减少废弃物的污染，降低复合材料的制备成本；且催化活性高、催化反应速率快。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案是这样的：一种磁性凹凸棒类芬顿催化材料，由每升废酸溶液与30～480g凹凸棒混合而成。

优选地，所述废酸溶液的含铁量为60～120g/L，H⁺含量为910mg/L。

本发明的目的之二在于提供上述磁性凹凸棒类芬顿催化材料的制备方法，该制备方法反应条件温和，可在常压下进行，无需使用表面活性剂及其他有机溶剂，减少了制备过程中产生的污染。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案是这样的：一种如上所述磁性凹凸棒类芬顿催化材料的制备方法，将凹凸棒放入废酸溶液中，搅拌，加热，加沉淀剂调节pH，恒温搅拌，分离，收集沉淀物，水洗，干燥。

优选地，所述废酸溶液的含铁量为60～120g/L。

优选地，所述废酸溶液的H⁺含量为900～920mg/L。

优选地，每升废酸溶液用30～480g凹凸棒。

优选地，所述加沉淀剂调节pH至6.0～12.0。

优选地，所述加热至温度为60～90℃。

优选地，所述恒温搅拌时间为1～4h。

本发明的目的之三在于提供上述磁性凹凸棒类芬顿催化材料的应用。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案是这样的：一种如上所述磁性凹凸棒类芬顿催化材料应用于降解水中有机污染物。

本发明的有益效果为：

(1)本发明为了实现凹凸棒石的快速分离，使用钢铁酸洗废液，即钢铁生产过程中酸洗工序产生的废液作为原料制备复合材料，使复合材料具有磁性的同时具备催化性能。充分结合铁与凹凸棒各自的特点，提升催化剂的活性及对有机污染的去除效率，加快了非均相类芬顿技术的推广运用。

(2)发明利用钢铁酸洗废液及天然凹凸棒石作为原料，采用共沉淀法制备磁性凹凸棒类芬顿催化材料降解水中有机污染物。所制备的材料不仅克服一般非均相类芬顿催化材料活性低，催化反应速率较慢的问题，而且以废弃物为原料，实现了对工业废弃物的有效利用，减少了废弃物的污染，降低了复合材料的制备成本；且反应条件温和，可在常压下进行，无需使用表面活性剂及其他有机溶剂，减少了制备过程中产生的污染。

(3)本发明方法相比于以FeCl₃和FeSO₄·7H₂O为原材料制备的材料，制备成本更低。

(4)本发明制备的磁性凹凸棒材料性质稳定，反应过程中不易发生结构破坏且材料具有磁性，反应结束后易进行固液分离。