[发明专利]一种芬顿反应催化剂及其制备方法

说明书

本发明实施例提供了一种芬顿反应催化剂，包括催化剂主体、耐火纤维布袋以及球状镂空壳体；所述催化剂主体封装于所述耐火纤维布袋内，所述耐火纤维布袋位于所述球状镂空壳体中；所述催化剂主体包括催化剂载体、第一活性组分及第二活性组分；所述催化剂载体为石墨烯多孔颗粒，所述第一活性组分包括铜的氧化物及铁的氧化物中的至少一种，所述第二活性组分包括钴的氧化物、锰的氧化物、镍的氧化物及铈的氧化物中的至少一种；所述第一活性组分及第二活性组分负载于所述催化剂载体上。本发明制备出负载型芬顿反应催化剂，所得到的芬顿反应催化剂比重较小，可以悬浮于水体中，因此可以随着水体流动，适用于流化态的芬顿催化氧化工艺中。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，特别是涉及一种芬顿反应催化剂及其制备方法。

背景技术

Fenton试剂(芬顿试剂)的实质是通过二价铁离子(Fe²⁺)和双氧水(H₂O₂)之间的链反应催化生成羟基自由基(·OH)，其具有较强的氧化能力，其氧化电位仅次于氟，高达2.80V。另外,羟基自由基具有很高的电负性或亲电性，具有很强的加成反应特性，因而芬顿试剂可无选择地氧化污水中的大多数有机物。

在催化剂的催化作用下，芬顿催化氧化反应的速率大大提高，反应pH范围也在较大程度上得到了拓宽。大量研究者做出了不懈努力与探索，通过增大催化剂的比表面积可以提高催化剂的分散性，进而促进自由基的产生量及与污染物的接触概率，使催化剂的活性得到显著提高。目前提高催化剂比表面积和分散性常用的方法是减小催化剂的粒径或制备纳米催化剂，但该种方法制备出来的催化剂历经很小，流失率很高。或使用一定方法将催化剂颗粒与多孔材料相结合，通过多孔材料限制催化剂的颗粒粒径或利用材料大比表面积提高催化剂的分散性，目前常用的载体主要有多孔碳材料、金属氧化物(如Al₂O₃)、沸石等。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种芬顿反应催化剂及其制备方法。具体技术方案如下：

本发明首先提供了一种芬顿反应催化剂，其包括催化剂主体、耐火纤维布袋以及球状镂空壳体；

所述催化剂主体封装于所述耐火纤维布袋内，所述耐火纤维布袋位于所述所述球状镂空壳体中；

所述催化剂主体包括催化剂载体、第一活性组分及第二活性组分；所述催化剂载体为石墨烯多孔颗粒，所述第一活性组分包括铜的氧化物及铁的氧化物中的至少一种，所述第二活性组分包括钴的氧化物、锰的氧化物、镍的氧化物及铈的氧化物中的至少一种；所述第一活性组分及第二活性组分负载于所述催化剂载体上；所述球状镂空壳体的材质为塑料材质。

在本发明的一些具体实施方式中，球状镂空壳体的材质为PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PVC(聚氯乙烯)。

在本发明的一些具体实施方式中，球状镂空壳体的直径为10-100mm。

在本发明的一些具体实施方式中，所述芬顿反应催化剂能够悬浮于水体中。