[发明专利]一种用于降解餐厨垃圾的复合催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种用于降解餐厨垃圾的复合催化剂及其制备方法和应用，该复合催化剂包括载体和活性成分，载体主要为木屑、硅藻土或活性炭；活性成分主要为Fe₂O₃和Ba、Sb、Ga和Mn四种金属形成的多金属氧化物Ba_aSb_bGa_cMn_dO_e。餐厨垃圾与复合催化剂混合后发生协同催化作用，可生成羟基自由基氧化食物中蛋白质、碳水化合物和脂肪等有机物，大部分有机物可被氧化成水和二氧化碳，小部分有机物被氧化成小分子酸。当Fe₂O₃的添加量为木屑质量的6％，Ba_aSb_bGa_cMn_dO_e的添加量为木屑质量的0.15％，复合催化剂与餐厨垃圾质量比1:1时，在90℃加热7～8h可使餐厨垃圾减量85％以上。

技术领域

本发明属于餐厨垃圾处理技术领域，尤其涉及一种用于降解餐厨垃圾的复合催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着我国经济的快速增长、城市化进程加快和人民生活水平的普遍提高，城市生活垃圾的产生量也在快速增加，其中餐厨垃圾约占50％。

餐厨垃圾对城市经济、社会、生态环境及居民的正常生活影响越来越严重。餐厨垃圾属于高含水量和高有机质的资源型废物，如果不能妥善处理，将对环境产生诸多不良影响如地下水污染和大气污染。如何使餐厨垃圾资源化、无害化、减量化，“变废为宝”，已成为十分重要的有待解决的问题。

现有的餐厨垃圾处理技术有粉碎直排法、填埋处理、肥料化处理、微生物生化处理等，存在着处理成本高、可回收资源浪费以及造成新的水体与大气污染等问题。相比之下，对餐厨垃圾进行催化降解不仅时间短，而且产物无污染或产物可再利用，被认为是非常有前景的餐厨垃圾处理技术。由于餐厨垃圾成分复杂，而大部分催化剂活性成分具有催化特异性，并不是对餐厨垃圾中的所有成分都具有催化活性，无法对其进行充分催化降解，导致餐厨垃圾降解不完全，因此有必要研发催化活性广的新型餐厨垃圾降解催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合催化剂及其制备方法和在餐厨垃圾降解中的应用，能够对餐厨垃圾所有成分的降解均有催化活性，实现餐厨垃圾的充分降解。

本发明用于降解餐厨垃圾的复合催化剂的活性成分包括Ba_aSb_bGa_cMn_dO_e和Fe₂O₃，其中a：b：c：d：e＝(0.15～0.2)：(0.3～0.35)：(0.15～0.2)：(0.3～0.35)：(1.25～1.35)。

进一步，所述复合催化剂还包括载体，所述活性成分负载在所述载体上，所述载体选自木屑、硅藻土和活性炭中的至少一种。

进一步，所述Ba_aSb_bGa_cMn_dO_e质量占载体的0.15％～0.2％，所述Fe₂O₃质量占载体的6％～8％。

本发明所提供的上述用于降解餐厨垃圾的复合催化剂的复合催化剂的制备方法包括以下步骤：

(1)在含有Ba²⁺、Sb³⁺、Ga³⁺和Mn²⁺的溶液中加入碱液，将pH调节为8～9产生沉淀，将沉淀焙烧后得到Ba_aSb_bGa_cMn_dO_e；其中a：b：c：d：e＝(0.15～0.2)：(0.3～0.35)：(0.15～0.2)：(0.3～0.35)：(1.25～1.35)；