[发明专利]一种新生态纳米层状锰催化剂的动态制备方法及强化氧化过滤应用

权利要求书

1.一种新生态纳米层状锰催化剂的强化氧化过滤应用，其特征在于一种新生态纳米层状锰催化剂用于去除含有重金属的水中的重金属；所述的含有重金属的水为地表水、地下水、低温低浊度水或污水；所述的重金属为铁、砷、铊、钼或铅；铁、砷、铊、钼、铅的去除率达95%以上；一种新生态纳米层状锰催化剂用于去除含有重金属的水中的重金属的方法是按以下步骤完成的：

含有重金属的水进入到表面含有新生态纳米层状锰催化剂的沸石滤柱、表面含有新生态纳米层状锰催化剂的沸石滤罐或表面含有新生态纳米层状锰催化剂的沸石滤池中，再向含有重金属的水中投加次氯酸钠，搅拌均匀，动态运行150min，得到去除重金属的水；所述的次氯酸钠的投加量为0.01mg/L~10mg/L；

所述的一种新生态纳米层状锰催化剂的动态制备方法是按以下步骤完成的：

一、吸附：

在往复振荡条件下将多孔沸石颗粒浸入到二价锰溶液中用以吸附Mn²⁺，吸附完成后，倒掉二价锰溶液，得到吸附有Mn²⁺的沸石颗粒；

二、制备载锰沸石颗粒：

将吸附有Mn²⁺的沸石颗粒浸入到高锰酸钾和碱的混合溶液中吸附，吸附完成后冲洗，再自然晾干，得到载锰沸石颗粒；

三、构建载锰沸石滤柱、载锰沸石滤罐或载锰沸石滤池：

以载锰沸石颗粒作为滤料，以石英砂、鹅卵石和锰砂中的一种或几种的组合作为承托层，构建载锰沸石滤柱、滤罐或滤池；

四、动态构建含有新生态纳米层状锰催化剂的沸石滤柱、沸石滤罐或沸石滤池：

向含锰水源中投加次氯酸钠，混合，得到含有次氯酸钠和锰的水源；将含有次氯酸钠和锰的水源引入到载锰沸石滤柱、载锰沸石滤罐或载锰沸石滤池中，运行过程中在滤料表面动态生成新生态纳米层状锰催化剂，得到表面含有新生态纳米层状锰催化剂的沸石滤柱、表面含有新生态纳米层状锰催化剂的沸石滤罐或表面含有新生态纳米层状锰催化剂的沸石滤池。

2.根据权利要求1所述的一种新生态纳米层状锰催化剂的强化氧化过滤应用，其特征在于含有重金属的水进入到表面含有新生态纳米层状锰催化剂的沸石滤柱、表面含有新生态纳米层状锰催化剂的沸石滤罐或表面含有新生态纳米层状锰催化剂的沸石滤池中的进水方式为下向流或上向流。

3.根据权利要求1所述的一种新生态纳米层状锰催化剂的强化氧化过滤应用，其特征在于步骤一中所述的多孔沸石颗粒的粒径为0.01mm~10mm，孔隙率为30%~75%，孔径为0.3nm~1nm；步骤一中所述的往复振荡的转速为50转/分钟~500转/分钟，振幅为10mm~30mm。

4.根据权利要求1所述的一种新生态纳米层状锰催化剂的强化氧化过滤应用，其特征在于步骤一中所述的二价锰溶液为硫酸锰溶液、硝酸锰溶液和氯化锰溶液中的一种或其中几种的混合液；步骤一中所述的二价锰溶液的浓度为0.01mol/L~1mol/L；步骤一中所述的吸附时间为0.1h~72h。

5.根据权利要求1所述的一种新生态纳米层状锰催化剂的强化氧化过滤应用，其特征在于步骤二中所述的高锰酸钾和碱的混合溶液中高锰酸钾的浓度为0.01mol/L~1 mol/L，碱的浓度为0.01mol/L~1 mol/L，所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠和碳酸氢钾中的一种或其中几种的混合物；步骤二中所述的吸附时间为0.1h~72h。

6.根据权利要求1所述的一种新生态纳米层状锰催化剂的强化氧化过滤应用，其特征在于步骤二中所述的自然晾干的温度为17℃~30℃；步骤二中所述的冲洗为使用去离子水、超纯水或蒸馏水作为溶剂对沸石进行冲洗3次~5次。

7.根据权利要求1所述的一种新生态纳米层状锰催化剂的强化氧化过滤应用，其特征在于步骤四中所述的含锰水源为Mn²⁺浓度为0.005mg/L~50mg/L的去离子水或Mn²⁺浓度为0.005mg/L~50mg/L的污水；步骤四中所述的含有次氯酸钠和锰的水源中次氯酸钠溶液的浓度为0.01mg/L~10mg/L；步骤四中所述的混合时间为0.5min~10min。

8.根据权利要求1所述的一种新生态纳米层状锰催化剂的强化氧化过滤应用，其特征在于步骤四中载锰沸石滤柱、载锰沸石滤罐或载锰沸石滤池的空床接触时间为5min~60min，动态运行10min以上在滤料表面动态生成新生态纳米层状锰催化剂，得到表面含有新生态纳米层状锰催化剂的沸石滤柱、表面含有新生态纳米层状锰催化剂的沸石滤罐或表面含有新生态纳米层状锰催化剂的沸石滤池。