[发明专利]用于处理EDTA-Cu废水的负载型膨胀石墨催化剂的制备方法

权利要求书

1.一种用于处理EDTA-Cu废水的负载型膨胀石墨催化剂的制备方法，其特征在于：其具体包括以下步骤：

S1、制备催化剂载体无硫无锰的膨胀石墨：

S11、制备可膨胀石墨：

在高氯酸中加入硝酸铵固体，搅拌溶解后加入天然鳞片石墨，密封后水浴恒温加热并搅拌，水浴温度为30～50℃，转速为200～300r/min，搅拌时间为45～75min，反应得到混合物，天然鳞片石墨、硝酸铵和高氯酸的用量比为：1g～2.5g:0.5g～2.5g:3mL～9mL；

反应完成后，解除密封，冷却至室温后，用去离子水多次冲洗得到的混合物，直至冲洗水的pH为5～7；对洗涤干净的混合物进行抽滤，将抽滤后的混合物在60～80℃下干燥4～6h，制得可膨胀石墨；

S12、可膨胀石墨的高温膨胀，制备无硫无锰的膨胀石墨：

称取步骤S11制得的可膨胀石墨，以900～1000℃的温度进行灼烧，直至不膨胀为止，得到无硫无锰的膨胀石墨；

S2、功能化修饰膨胀石墨：

S21、膨胀石墨的羧基化：

在乙醇水溶液加入步骤S1制得的无硫无锰的膨胀石墨，进行超声处理得到均匀的膨胀石墨分散液，在膨胀石墨分散液中先后加入浓度为5mol/L的碳酸钠溶液和浓度为3mol/L的氯乙酸、氯乙酸钠或溴乙酸溶液，超声处理后进行振荡，振荡转速为150～200r/min，振荡时间为3～5h；振荡处理后，加入2mol/L盐酸溶液中和溶液中剩余碳酸钠，过滤洗涤，用去离子水多次洗涤，直至滤液pH为6～7，真空抽滤、干燥，自然冷却至室温后，制得羧基化膨胀石墨，无硫无锰的膨胀石墨，无水碳酸钠，氯乙酸、氯乙酸钠或溴乙酸的质量比为0.1～0.5:6～30:5～25；

S22、膨胀石墨氨基的二次修饰：

在乙醇水溶液中加入步骤S21羧基化的膨胀石墨，超声处理得到均匀的羧基化膨胀石墨乙醇分散液，分别量取浓度为10g/L的羧基化膨胀石墨乙醇分散液和浓度为1g/L的甜菜碱表面活性剂溶液，充分混合，70～80℃回流搅拌，充分反应6～8h，反应结束，冷却至室温，静置24h，得到混合液，将混合液进行过滤洗涤，先用无水乙醇洗涤多次，再用去离子水洗涤多次，真空抽滤并干燥，自然冷却至室温后，得到氨基二次修饰的膨胀石墨，完成催化剂载体膨胀石墨的功能化修饰，所述甜菜碱表面活性剂为羧酸基甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱或烷基二甲基磺丙基甜菜碱，羧基化膨胀石墨与甜菜碱表面活性剂的质量比为1:0.02～0.03；

S3、制备负载型膨胀石墨催化剂：

在乙醇水溶液中加入含金属离子浓度为1mol/L的金属硝酸盐溶液，混合均匀后，加入步骤S2制备的功能化膨胀石墨，进行超声处理，振荡，静置过滤，将滤渣进行干燥，自然冷却至室温，得到催化剂前驱体；将催化剂前驱体进行煅烧，升温速率为10℃/min，煅烧温度为500～600℃，煅烧时间为2～3h，自然冷却至室温，制得负载型膨胀石墨催化剂。

2.根据权利要求1所述的用于处理EDTA-Cu废水的负载型膨胀石墨催化剂的制备方法，其特征在于：乙醇水溶液中乙醇和水的体积比为1:3。

3.根据权利要求1所述的用于处理EDTA-Cu废水的负载型膨胀石墨催化剂的制备方法，其特征在于：步骤S21的超声条件为：超声功率为40kHz，超声时间为10～20min，超声水浴温度为25～35℃；步骤S22中，超声处理的条件为：超声功率为40kHz，超声水浴温度为25～35℃，超声时间为5～15min；步骤S21和S22的真空干燥条件为：真空度为0.05MPa，温度为60～70℃，干燥时间为6～8h。

4.根据权利要求1所述的用于处理EDTA-Cu废水的负载型膨胀石墨催化剂的制备方法，其特征在于：所述金属硝酸盐为九水合硝酸铁、六水合硝酸镁或六水合硝酸镍。

5.根据权利要求4所述的用于处理EDTA-Cu废水的负载型膨胀石墨催化剂的制备方法，其特征在于：功能化修饰膨胀石墨与金属硝酸盐的质量比为1:1.5～3.5。

6.根据权利要求1所述的用于处理EDTA-Cu废水的负载型膨胀石墨催化剂的制备方法，其特征在于：步骤S3中超声处理的条件为：超声功率为40kHz，超声水浴温度为25～35℃，超声时间为5～15min；振荡的条件为：振荡速度为100～150r/min，振荡时间为9～12h；干燥的条件为：干燥温度为70～80℃，干燥时间为3～5h。