[发明专利]一种非均相芬顿催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于固体废弃物资源化利用技术领域，尤其涉及一种非均相芬顿催化剂及其制备方法和应用。本发明将煤气化渣进行酸处理，得到第一物料；将所述第一物料与亚铁盐溶液混合，进行复合，得到第二物料；将所述第二物料进行煅烧，得到非均相芬顿催化剂。本发明以煤制气过程中产生的固体废弃物煤气化渣为载体，充分利用煤气化渣化学性质稳定、比表面积大的特点，经过酸处理、载铁、煅烧等工艺制备非均相芬顿催化剂，相比较现有催化剂载体具有价格低廉、资源丰富的优点。实施例的结果表明，本发明制备的非均相芬顿催化剂对亚甲基蓝的降解率可达99.8％，说明该催化剂的催化活性高、反应速率快。

技术领域

本发明涉及固体废弃物资源化利用技术领域，尤其涉及一种非均相芬顿催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

高级氧化法是近年来发展较为迅速的处理有机污染废水的方法之一。芬顿催化氧化是众多高级氧化法中常用的，也是技术更为成熟的一种方法。传统的芬顿催化氧化所用芬顿试剂由亚铁离子和双氧水组成，在酸性环境下产生具有强氧化性的羟基自由基，羟基自由基与有机污染物反应从而实现降解。相比其它处理技术，芬顿氧化具有方法简单、反应快速、氧化能力强且无选择性等优点。但传统的芬顿反应也有明显的弊病，比如投加的铁离子难以回收和重复使用，而且还会造成二次污染，必须通过沉淀加以去除，造成工艺流程过长和处理成本上升。

为了克服传统芬顿试剂的上述弊病，近年来人们研究制备了非均相芬顿催化剂，即将铁离子负载于载体之上。非均相芬顿催化剂具有固液易分离、易回收、可循环使用，且不会造成二次污染等优点。非均相芬顿催化剂的制备关键在于载体。常见的催化剂载体包括活性炭、沸石、硅藻土等。CN 109012671 A公开了一种活性炭负载氧化铁固体芬顿试剂的制备方法，具体是将经过酸预处理的活性炭与铁盐充分混合后，高温锻烧而成芬顿试剂，所得产品为活性炭负载三氧化二铁的固体颗粒状物质。CN105478155A公开了一种可再生非均相芬顿型催化剂及其制备方法，该催化剂以商用沸石为载体，以高分子对载体进行表面修饰，再以活性组分进行负载，最后经焙烧在沸石表面形成铁或钻复合价态氧化物。CN107081147A公开了一种基于二价锰即MnSiO₃修饰硅藻土的类芬顿试剂的制备方法，利用氯化锰(或醋酸锰)和具有直链端羧基的有机二元羧酸(如丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸等)的混合物，经水热处理硅藻土可制得修饰硅藻土材料，所得的Mn(II)(MnSiO₃)修饰硅藻土可作为类芬顿试剂，在污水处理领域具有较好的应用前景。

在实际应用过程中，催化剂载体用量较大，载体的化学性质和价格往往决定了催化剂在实际应用的范围，上述活性炭、商用沸石及硅藻土存在价格高的缺点，因此，寻求比表面积大、化学性质稳定且价格低廉的非均相芬顿催化剂具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非均相芬顿催化剂及其制备方法和应用，制备得到的非均相芬顿催化剂的催化活性高、反应速率快。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种非均相芬顿催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将煤气化渣进行酸处理，得到第一物料；

将所述第一物料与亚铁盐溶液混合，进行复合，得到第二物料；

将所述第二物料进行煅烧，得到非均相芬顿催化剂。

优选的，所述煤气化渣是由煤气化气夹带并在煤气化气离开煤气化炉后的净化过程中分离排出的残渣，所述煤气化渣的比表面积不低于60m²/g，二氧化硅含量为35～60％，氧化钙含量不高于15％，残余炭含量不低于10％。

优选的，进行所述酸处理时，将煤气化渣与稀盐酸溶液混合，所述稀盐酸溶液的浓度为1.1～1.3g/L；所述酸处理的pH值为1.5～2.0，固液比为10～20。