[发明专利]多级孔-低价铁Fenton污泥基非均相催化剂的制备及应用

权利要求书

1.一种多级孔-低价铁Fenton污泥基非均相催化剂的制备方法，其特征是：非均相催化剂制备过程是以Fenton污泥为原料，将原料与生化污泥混合，然后共热解，得到低价铁生物炭；利用“蒸汽爆破法”在低价铁生物炭上构建大小不同的孔径，而得到多级孔-低价铁的Fenton污泥基非均相催化剂；利用该非均相催化剂代替均相Fe²⁺，实现对废水中有机污染物的高效降解；

所述的“蒸汽爆破法”在低价铁生物炭上构建孔径的方法：将生物炭转移至汽爆罐中，在设定的汽爆温度、压强及水蒸气含量条件下维持10 min后，迅速减压产生二次蒸汽，使生物炭在压力的巨大剪切力下完成不同大小孔径的构建；所述的汽爆温度为130-270℃、压强为1.5-2.7 MPa、水蒸气含量为10-30wt%。

2.根据权利要求1所述的多级孔-低价铁Fenton污泥基非均相催化剂的制备方法，其特征是：Fenton污泥基非均相催化剂的制备步骤如下：

（1）将Fenton污泥于105℃烘干，粉碎研磨后过120目筛，制成Fenton污泥原料；

（2）以过筛后的Fenton污泥为原料，添加生化污泥为辅助碳源，将两者按比例混合均匀后置于固定床反应器中；

（3）按100-120 ml/min的气体流速向固定床反应器中通入氮气，控制反应器的加热速率为3-10℃/min，热解温度为400-900℃，热解时间为30-90 min，通过热解产生的还原性气体将Fenton污泥中的Fe³⁺还原，得到低价铁Fenton污泥基生物炭；

（4）待得到的低价铁Fenton污泥基生物炭冷却后，将生物炭转移至汽爆罐中，在设定的温度、压强及水蒸气含量条件下维持10min后，迅速减压产生二次蒸汽，使生物炭在压力的巨大剪切力下完成不同大小孔径的构建，而得到具有多级孔和低价铁特点的Fenton污泥基非均相催化剂。

3.根据权利要求2所述的多级孔-低价铁Fenton污泥基非均相催化剂的制备方法，其特征是：所述的Fenton污泥与生化污泥混合质量比例为3:1。

4.根据权利要求1所述的一种多级孔-低价铁Fenton污泥基非均相催化剂制备方法得到的催化剂的应用，其特征是：多级孔-低价铁Fenton污泥基非均相催化剂的应用方法为：将含有机污染物的废水置于反应容器中，调节废水pH至3.0-6.0，在反应容器中按0.1 g/100 ml的比例加入制备的Fenton污泥基非均相催化剂，对有机污染物进行催化降解和矿化。

5.根据权利要求4所述的一种多级孔-低价铁Fenton污泥基非均相催化剂制备方法得到的催化剂的应用，其特征是：加入的Fenton污泥基非均相催化剂与有机废水吸附反应5-10 min后再添加双氧水，提高对有机污染物的催化降解速率和矿化程度。

6.根据权利要求5所述的一种多级孔-低价铁Fenton污泥基非均相催化剂制备方法得到的催化剂的应用，其特征是：所述的Fenton污泥基非均相催化剂和双氧水的摩尔比例范围为1:10-1:30。