[发明专利]活性炭载铁铜催化剂及制备方法及用途

说明书

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种活性炭载铁铜催化剂及制备方法及用途。所述活性炭载铁铜催化剂以活性炭为载体，Fe²⁺、Cu²⁺为活性组分，采用浸渍法将Fe²⁺、Cu²⁺负载到载体上，经干燥焙烧后制得活性炭载铁铜催化剂；其中，Fe²⁺为硫酸亚铁溶液，Cu²⁺为硫酸铜溶液。本发明制备的活性炭载铁铜催化剂首次用于造纸废水的非均相Fenton处理中，并获得较好的处理效果，本发明制备的二元催化剂，通过铜的加入，与铁相互协调，促进反应的发生，提高催化剂的活性。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种活性炭载铁铜催化剂及制备方法及用途。

背景技术

造纸废水具有排放量大、有机污染物浓度高、可生化性差等特点。造纸废水经过常规的生化处理后不能使其达标排放，需进行深度处理。Fenton法由于工艺简单，反应快等优点常用于造纸废水的深度处理。但长期使用Fenton法以来，发现传统Fenton法反应的pH范围较窄，存在催化剂流失严重等问题，使得处理成本较高，处理效果也不能满足达标排放的标准。为了解决传统Fenton法处理造纸废水不能满足达标排放的问题，非均相Fenton催化成为了研究的热点。

非均相Fenton与传统Fenton不同之处就是催化剂的制备，非均相Fenton催化剂为固体，活性组分一般是铁的化合物，固体催化剂能够减少催化剂的流失，提高反应效率。故新型催化剂的制备是提高非均相Fenton处理效果的主要核心。目前非均相Fenton处理造纸废水的研究比较少，用于造纸废水处理的非均相Fenton催化剂活性组分多是单元素的，活性组分多是铁的氧化物，催化效果具有一定的局限性。因此，开发多元素的非均相Fenton催化剂尤为必要。

发明内容

本发明提供的一种活性炭载铁铜催化剂及制备方法及用途，所述活性炭载铁铜催化剂为多组分多元素，与传统Fenton催化剂相比，提高了催化效率，拓宽了pH适用范围。

本发明的目的是提供一种活性炭载铁铜催化剂的制备方法，以活性炭为载体，Fe²⁺、Cu²⁺为活性组分，采用浸渍法将Fe²⁺、Cu²⁺负载到载体上，经干燥焙烧后制得活性炭载铁铜催化剂；其中，Fe²⁺为硫酸亚铁溶液，Cu²⁺为硫酸铜溶液。

优选的，上述活性炭载铁铜催化剂的制备方法，所述活性炭为60～80目的活性炭。

优选的，上述活性炭载铁铜催化剂的制备方法，所述活性炭按照以下方法进行预处理：活性炭用超纯水清洗至水溶液不再浑浊后抽滤，洗去杂质和碎片，烘干活性炭，将干燥的活性炭置于体积分数50～70％的硫酸溶液中，并置于20～35℃摇床内浸泡10～14h，将浸泡后的载体用超纯水洗涤后，将最后一次含有载体的洗涤液调节pH为4～5后抽滤，将沉淀烘干，得到活性炭载体。

优选的，上述活性炭载铁铜催化剂的制备方法，干燥的活性炭与硫酸溶液的比例为20～30g:70～80mL。

优选的，上述活性炭载铁铜催化剂的制备方法，取所述活性炭载体置于硫酸亚铁-硫酸铜混合液中，硫酸亚铁-硫酸铜混合液中硫酸亚铁浓度为10～13g/100mL、硫酸铜浓度为5～8g/100mL，在20～35℃的摇床内，浸泡10～14h；将浸泡后的活性炭用超纯水清洗后，抽滤后烘干，得到的固体于氮气氛围下400～500℃内煅烧2～3h后，得到活性炭载铁铜催化剂。

优选的，上述活性炭载铁铜催化剂的制备方法，活性炭载体、硫酸亚铁-硫酸铜混合液的比例为8～15g：60～80mL，摇床转速为150～250r/min。

优选的，上述活性炭载铁铜催化剂的制备方法，硫酸亚铁-硫酸铜混合液中硫酸亚铁浓度为10g/100mL、硫酸铜浓度为5g/100mL。