[发明专利]一种复合催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于垃圾处理技术领域，公开了一种复合催化剂及其制备方法和应用。该复合催化剂，包括聚合氯化铁铝和绿锈，绿锈的分子式为[Fesupgt;2+/supgt;subgt;1‑x/subgt;Fesupgt;3+/supgt;subgt;x/subgt;(OH)subgt;2/subgt;]supgt;x+/supgt;[(x/2)(SOsubgt;4/subgt;supgt;2‑/supgt;)]supgt;x‑/supgt;，其中x＝0.4‑0.5。本发明提供的复合催化剂，包括聚合氯化铁铝和绿锈，两者协同作用，对餐厨垃圾中碳水化合物、脂肪、蛋白质等均具有良好的催化降解活性，能对各种复杂形态的餐厨垃圾进行有效处理，其降解效率高，降解时间短；且处理前后不会产生二次污染，处理过程简单易操作。本发明提供的复合催化剂的制备方法简单，原料易得，成本低。

技术领域

本发明属于垃圾处理技术领域，具体涉及一种复合催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

餐厨垃圾即食物残余和食品加工废料及不可再食用的动植物油脂和各类油水混合物。餐厨垃圾化学成分复杂，主要包括水、无机盐、有机酸，还有蛋白质、淀粉、纤维素、杂多糖、脂肪等各种大分子有机化合物。餐厨垃圾如果处理不当可能导致疾病的传播，甚至产生二噁英等物质污染环境。因此，利用科学合理的方法处理餐厨垃圾，不仅可以防止环境污染，消除对居民身体健康的威胁，而且还可使宝贵的有机质资源得以回收利用，转化为可利用资源，在带来经济效益的同时产生环境效益与社会效益。

目前，餐厨垃圾资源化处理技术主要分为生物处理技术和非生物处理技术两大类。其中，生物处理技术主要包括好氧堆肥、厌氧消化和蚯蚓堆肥。采用生物法处理餐厨垃圾，虽然效率较高，普遍适用性较强，但也存在一定的缺陷，如当生物法处理的部分餐厨垃圾的流向是制取农畜饲料时，餐厨垃圾中残余的肉类可能会导致生化风险(例如“疯牛病”)。非生物处理技术，如化学法，其处理过程简单，效率高，成本低，但目前相关催化剂较少，且催化降解的时间长(一般大于6小时)。

因此，亟需提供一种复合催化剂，能够有效降解餐厨垃圾，且降解时间短。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种复合催化剂，能够有效降解餐厨垃圾，且降解时间短。

本发明第一方面提供了一种复合催化剂。

具体的，一种复合催化剂，包括聚合氯化铁铝和绿锈，所述绿锈的分子式为[Fe²⁺_1-xFe³⁺_x(OH)₂]^x+[(x/2)(SO₄^2-)]^x-，其中x＝0.4-0.5。

发明人发现由聚合氯化铁铝和绿锈复合形成的催化剂，具有二维片状结构，其比表面积较大，有利于与餐厨垃圾接触反应，能有效提高降解速率和减量率，缩短降解时间。聚合氯化铁铝和铁锈具有协同作用，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，大部分有机物被氧化生成有机质，小部分有机物可被氧化成水和二氧化碳，其降解效率高，降解时间短。

优选的，所述聚合氯化铁铝与绿锈的质量比为1：(1-3)；进一步优选的，所述聚合氯化铁铝与绿锈的质量比为1：(1.5-2.5)。

优选的，所述复合催化剂还包括载体，所述聚合氯化铁铝和绿锈负载于所述载体上。

优选的，所述载体选自自木屑、硅藻土和生物炭中的至少一种。

优选的，所述聚合氯化铁铝的质量为所述载体的质量的20-25％，所述绿锈的质量为所述载体的质量的40-45％。

本发明第二方面提供了一种复合催化剂的制备方法。

具体的，一种复合催化剂的制备方法，包括以下步骤：