本发明专利技术涉及一种磁性钕铁硼活性炭芬顿催化剂及其制备方法与应用。该磁性钕铁硼活性炭芬顿催化剂，所述催化剂由下列重量份的原料制成：活性炭1-10g；钕铁硼粉末1-10g；硫酸亚铁 10-100ml。还包括磁性钕铁硼活性炭芬顿催化剂的制备方法。由上面所述的方法制备的磁性钕铁硼活性炭芬顿催化剂在有机工业废水领域上的应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可以催化降解污水中难降解有机物的催化剂，尤其是在处理污水 后不产生污泥，而且能够在使用后容易的从水相中回收利用的一种磁性钕铁硼活性炭芬顿 催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
水环境保护是当前人类社会广泛关注的一个问题，随着我国国民经济的快速发 展，高浓度的有机废水对我国宝贵的水资源造成了严重的威胁。水资源保护与有效利用成 为我国实现生态文明建设的基本保障，开发污废水的妥善处理技术和污水回用技术也是水 资源保护和有效利用的关键。污水处理的方法包括物理法、化学法、物理化学法、生物法。 化学法中的高级氧化技术可直接矿化或通过氧化提高污染物的可生化性，同时在环境类激 素等微量有害化学物质的处理方面具有很大的优势，能够使绝大部分有机物完全矿化或分 解，具有反应速度快、处理完全、无公害、适用范围广等优点，成为治理污废水的可行技术之 一。具有很好的应用前景。在众多高级氧化工艺中芬顿技术相对成熟，均相芬顿催化剂具有 与溶液的混合均匀、催化效果好和反应迅速等优点，但是均相芬顿催化剂不易于回收，投 加的铁盐随水流出，提高出水的色度，影响出水效果，投加量较大还会产生大量的铁污泥， 增加处置运行费用。现在急需一种可以更好氧化污水中的有机物，而且可以回收再利用的 芬顿催化剂。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有的均相催化剂在使用时产生大量污泥和使用后不 容易从水相中分离重复利用的缺陷，提供一种磁性钕铁硼活性炭芬顿催化剂及其制备方 法及其在有机废水处理中的应用，该磁性钕铁硼活性炭芬顿催化剂在处理污水时不产生污 泥，而且能够在使用后通过磁分离容易的从水相中回收利用。 本专利技术的目的通过下述技术方案予以实现： 该磁性钕铁硼活性炭芬顿催化剂，所述催化剂由下列重量份的原料制成： 活性炭 卜IOg 钕铁硼粉末 I-IOg 硫酸亚铁 IO-100mL 所述催化剂各原料最优的重量份是： 活性炭 5 g 钕铁硼粉末 5 g 硫酸亚铁 50ml 磁性钕铁硼活性炭芬顿催化剂的制备方法，包括下面步骤： (1)将活性炭用5~10%!^03溶液浸渍24h后过滤，用去离子水洗至中性，放入烘箱中， 在40~50°C条件下干燥； (2) 将步骤（1)处理过的活性炭I-IOg加到烧杯中，向烧杯中加 l-3ml去离子水使催化 剂被润湿，将润湿的催化剂加入到抽滤瓶中，抽90~95Kpa负压IOmin ; (3) 保持负压状态，将1~IOg钕铁硼粉末，喷涂到润湿的活性炭上，摇匀2min后，迅速 打开阀门使抽滤瓶内外的压力平衡，超声波清洗5min，放入烘箱中，在40~50°C条件下干 燥 24h ; (4) 将经过步骤（3)处理得到的活性炭放入500ml抽滤瓶中，抽90~95Kpa负压5min 后，向抽滤瓶中加 Im0VLFeSO4溶液10-100ml，保持负压状态摇匀20min，在40~50°C条件 下干燥4h，得到磁性钕铁硼活性炭芬顿催化剂。 由上面所述的方法制备的磁性钕铁硼活性炭芬顿催化剂在有机工业废水领域上 的应用。 本专利技术的有益效果是： 1、磁性钕铁硼活性炭芬顿催化剂制备方法简单易行，在室温条件下即可处理印染废 水。可以在有效的降解污水中难降解有机物的同时，容易的将使用后的催化剂通过磁分离 的方式回收重复利用。 2、磁性钕铁硼活性炭芬顿催化剂制备以钕铁硼、硫酸亚铁和活性炭为原料， 磁性钕铁硼粉末负载到活性炭上使催化剂具有磁性，使得催化剂在反应后可通过磁分 离的方式分离处理回收利用。催化剂的稳定性好，催化活性高，不需加热大大节省了能源。 3、实验1 :使用本催化剂处理模拟染料废水（甲基橙溶液） 反应目标溶液体积：200mL 反应目标溶液：模拟染料废水（甲基橙溶液)， 甲基橙溶液浓度为：20mg/L 反应条件为： 室温条件下 pH 为 3. 0 过氧化氢初始浓度为〇. 6mmol/L 处理效果如表1所示，磁性钕铁硼活性炭芬顿催化剂重复利用效果如表2所示。 表1实施例1处理模拟染料废水（甲基橙溶液）不同催化剂投加量的效果表2实施例1处理模拟染料废水（甲基橙溶液）时催化剂重复使用效果从实施例1可以看出，本磁性钕铁硼活性炭芬顿催化剂在处理模拟印染废水上具有较 好的处理效果，第一次使用催化剂处理模拟废水的效果可以达到95%以上，且重复使用的 效果也可以达到90%以上。 4、实验2 :使用本催化剂处理模拟染料废水（甲基橙溶液） 反应目标溶液体积：200mL 反应目标溶液：模拟染料废水（甲基橙溶液)， 甲基橙溶液浓度为：20mg/L 反应条件为： 室温条件下 pH 为 3. O 磁性钕铁硼活性炭芬顿催化剂投加量为l〇g/L 处理效果如表3所示。 表3实施例2处理模拟染料废水（甲基橙溶液）不同过氧化氢浓度的效果从实施例2可以看出，本磁性钕铁硼活性炭芬顿催化剂在处理模拟印染废水上具有较 好的处理效果，在不同过氧化氢浓度的环境中，反应的去除率都可以达到90%以上。【具体实施方式】 本专利技术的【具体实施方式】是： 室温条件下采用5~10%的稀硝酸浸泡粒径在0. 3-2mm的活性炭（AC)24小时，将活性 炭用去离子水洗至中性后在40~50°C的烘箱中烘干。取1~3毫升去离子水加入到烘干 的活性炭上l-l〇g，摇动使得活性炭颗粒被润湿，将润湿的活性炭颗粒放到500mL的抽滤瓶 中，打开真空泵，使体系保持90~95千帕的负压。十分钟后，将钕铁硼粉末I-IOg放入到注 射器当中，连接到抽滤瓶上，由于负压作用，钕铁硼粉末会喷进抽滤瓶和抽滤瓶中活性炭的 表面。混合振动2分钟后，抽滤瓶的阀门被迅速的打开，让抽滤瓶内外的压力平衡。通过这 些操作吸附在活性炭表面的钕铁硼被吸入到活性炭的孔道当中，活性炭颗粒用超声波清洗 5分钟洗掉了多余的钕铁硼。在40~50°C条件下烘干24小时后，通过永磁体将磁性钕铁 硼活性炭（NdFeB-AC)分离出来。将得到的磁性钕铁硼活性炭再次放在500mL的抽滤瓶中， 打开真空泵，使体系保持90~95千帕的负压。5分钟后将lmol/L硫酸亚铁溶液IO-100mL 加入到抽滤瓶中，摇动抽滤瓶20分钟，在混合的过程中一直保持着负压的环境。然后在正 常大气压下，磁性钕铁硼活性炭用磁分离的方式从硫酸亚铁溶液中分离出来，放入到烘箱 中40~50°C条件下烘干4小时，就获得了磁性钕铁硼芬顿催化剂（NdFeB-AC-FC)。 实施例一.用5g活性炭和Ig磁性钕铁硼粉末制备磁性钕铁硼活性炭芬顿催化 剂，该方法包括以下各步骤： (1) 将活性炭用5%!^03溶液浸渍24h后过滤，用去离子水洗至中性，放入烘箱中50°C 条件下干燥； (2) 将步骤（1)处理过的活性炭5g加入烧杯中，向烧杯中加入3ml去离子水使催化剂 被润湿，将润湿的催化剂加入抽滤瓶中，抽95Kpa负压IOmin ; (3) 保持负压状态，将Ig磁性钕铁硼粉末，喷涂到润湿的活性炭上，摇匀2min后，迅 速打开阀门使抽滤瓶内外的压力平衡，超声波清洗5min，放入烘箱中，在50°C条件下干燥 24h ； (4) 将经过步骤（3)处理得到的活性炭放入500ml抽滤瓶中，抽95Kpa负压5min后，向 抽滤瓶中加 ImoVLFeSO4溶液50ml，保持负压状态摇匀20min，在50°C条本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁性钕铁硼活性炭芬顿催化剂，其特征在于：所述催化剂由下列重量份的原料制成：活性炭 1‑10g钕铁硼粉末 1‑10g硫酸亚铁 10‑100ml 。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨春维，李金英，任百祥，汤茜，段小月，范晶莹，
申请(专利权)人：吉林师范大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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