[发明专利]一种基于铝泥危废的Al@Al2

说明书

本发明专利涉及固体废物资源化领域，具体公开了一种基于铝泥危废的Al@Al₂O₃微纳催化材料的制备方法。利用铝危废和其中的重金属潜在资源，去离子水为溶液通过简单的水热反应，一步制得负载不同金属催化剂的Al@Al₂O₃微纳催化材料。其中铝泥中的氯离子等无机阴离子杂质又可以作为离子促进剂，促进Al@Al₂O₃形成纳米花的结构产生，达到优化整体微纳结构的目的。为了进一步提升Al@Al₂O₃微纳催化材料，发明专利还设置后续浸渍补充负载法，针对不同催化场景，制备改进型Al@Al₂O₃微纳催化材料。上述催化剂可以用在水处理，气体催化等各种领域。本发明专利具有制备方法简单、绿色，环保、高附加值、同步铝资源和重金属离子到复合型纳米材料的转化，可以实现铝废物的高质资源化利用。

技术领域

本发明专利涉及固体废弃物资源化技术领域，尤其涉及一种基于铝泥危废的Al@Al₂O₃微纳催化材料的制备方法。

背景技术

2021年，生态环境部最新通知，国家危险废物名录(2021年版)中除了原先的“电解铝过程中电解槽维修及产生的废渣”和“电解铝过程中产生的盐渣、浮渣”又增加了“再生铝熔炼、精炼过程熔体表面产生的浮渣，及其回收铝过程产生的盐渣和铝灰”等铝灰定义为危险废物。

上述政策的改变，一方面是因为现有危废处理资质的铝灰处理产能不足，且危废跨省运输难度加大，导致铝灰处理成本上升；另一方面是因为铝灰的储存以及处理企业资质问题带来的相关风险增加。因此，安全、高效、绿色的处理处置铝泥危害具有重要现实意义。

以往铝泥或铝灰处理已开展相关研究，主要是通过二次熔炼或者通过加入大量的酸将铝灰转化为溶解态铝离子溶液，同时在加入其它化学药剂依次去除铝泥中的重金属以及其他离子，最终通过碱化、聚合反应制备出聚合铝絮凝剂。该方法虽然可以实现铝泥的处置和资源化利用，但是处理过程中需要投加大量的化学药剂(硫化物，碱、酸溶液等)，极易造成二次污染。加之，絮凝剂的附加值并不非常高，一定程度上制约了铝废物的资源化。

如何开发一种绿色的，高品质铝泥资源化方法，对含铝固废处理具有重要的意义。众所周知，负载不同金属的Al@Al₂O₃微纳催化材料既有较高的活性和电子迁移速率，在臭氧催化水处理，CO+H2催化反应等催化领域具有广泛的应用前景和较高的附加值。

因此，本发明专利开发一种基于铝泥危废为基体的资源化方法，该方法充分利用铝危废中的重金属作为潜在催化剂，通过简单的水热反应，仅以去离子水或者自来水为水热溶液，通过控制水热温度和时间，实现一步制得负载不同金属催化剂的Al@Al₂O₃微纳催化材料。

更为重要的，铝泥中的氯离子、硫酸根离子等无机阴离子杂质在水热过程中又可以作为离子促进剂，进一步优化Al@Al₂O₃的形貌，促进表层Al₂O₃形成纳米花的结构，最终达到优化整体微纳米结构，实现充分利用杂质离子的目的。其次，为了进一步提升Al@Al₂O₃微纳催化材料，发明专利还设置后续浸渍补充负载法，针对不同催化场景，完成催化剂补充负载过程，制备改进型Al@Al₂O₃微纳催化材料。上述催化剂可以用在水处理、气体催化等各种领域。

本发明专利具有制备方法简单、绿色、环保、高附加值、同步铝资源和重金属离子到复合型纳米材料的转化，可以实现铝废物的高质资源化利用。

发明专利内容