一种基于废白土的三维网状型吸附催化剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于废白土的三维网状型吸附催化剂的制备方法，包括(Mn，Mo‑LDH)(锰钼水滑石)粉末的制备过程；SBE与(Mn，Mo‑LDH)(废白土与锰钼水滑石)粉末的复合过程；三维网状型SBE/C‑(Mn，Mo‑LDH)吸附催化剂(表面附着碳纳米颗粒的废白土与锰钼水滑石复合的三维网状吸附催化剂)的制备过程。吸附催化剂是通过浸渍方式制得的介孔材料，具有高的比表面积，与(Mn，Mo‑LDH)复合，吸附和降解能力提高，Cd

A preparation method of three-dimensional network adsorption catalyst based on waste clay

The invention relates to a preparation method of a three-dimensional reticulated adsorption catalyst based on waste clay, including the preparation process of (Mn, Mo LDH) (manganese-molybdenum hydrotalcite) powder, the composite process of SBE and (Mn, Mo LDH) (waste clay and Manganese-molybdenum hydrotalcite) powder, and the three-dimensional reticulated SBE/C (Mn, Mo LDH) adsorption catalyst (three-dimensional composite of waste clay and Manganese-molybdenum hydrotalcite with carbon nanoparticles attached on its surface). The preparation process of reticular adsorption catalyst. Adsorption catalysts are mesoporous materials prepared by impregnation. They have high specific surface area and can be combined with (Mn, Mo LDH). Their adsorption and degradation abilities are improved. Cd

【技术实现步骤摘要】
一种基于废白土的三维网状型吸附催化剂的制备方法
本专利技术涉及一种废白土的改性方法，属于材料制备
具体涉及一种将油分碳化在废白土表面，进而与(Mn，Mo-LDH)(层中阳离子为Mn和Mo的水滑石，下同。)复合的三维高吸附高降解能力的改性废白土；特别是一种基于废白土的三维网状型吸附催化剂的制备方法。
技术介绍
在油品精制过程中，通常使用2％～3％的活性白土对油品进行补充精制，油品精制过后失去吸附活性的白土即为废白土(SBESpentbleachingearth)。废白土的主要成分为原活性白土和约30％的油分。长久以来，废白土处理一直是世界各国面临的难题，很多企业将废白土直接掩埋，或焚烧，或交给环保部门处理。因此废白土不仅没有得到充分合理的利用，还会造成环境严重污染，危及地下水质，毁灭植物生长的环境，同时由于其中高不饱和油与空气中的氧接触容易发生氧化反应，释放大量热量，发生自燃，引起火灾。为了资源化利用废白土，目前有不少的处理方法，如高压压榨压法、离心分离法、水煮法、及表面活性剂法等。但这些方法处理废白土的过程中都有一定的局限性，未能很好地综合利用废白土。2015年公布的《中国耕地地球化学调查报告》(2015)显示：我国耕地中，重金属污染或超标的点位比例占8.2％，覆盖面积近1.14亿亩。其中Cd的累积程度最高，平均值为0.25mg/kg，是土壤背景值的2.6倍。抗生素在防治动物疾病、提高生产效率等方面起着重要的作用,常常被用作饲料添加剂。由于抗生素一般在体内代谢率很低，因此，畜禽粪便和废水中经常有抗生素的检出，其中土霉素是检出率很高的一种四环素类抗生素。寻找一种廉价、易得、环境友好、选择性强，能够同时去除重金属和抗生素的吸附催化剂迫在眉睫。CN106753417A公开了一种基于废白土和脱硫石膏的盐碱地改良剂及盐碱地改良方法。改良剂由以下重量百分比的组分组成：废白土65～75％，复合微生物菌剂0.5～2％，植酸3～6％，脱硫石膏10～15％，脂肪醇聚氧乙烯醚3～21.5％；该专利中脂肪醇聚氧乙烯醚是一种非离子表面活性剂，研究表明，非离子表面活性剂会抑制土壤对多氯联苯的解吸，并且可与土壤中的重金属发生竞争吸附，当其质量分数过高时，能降低土壤中镉的可移动性和生物有效性。此改良剂对重金属的去除效果并不理想。CN102284276A公开了一种废白土制备复合吸附剂的方法，以废白土与致孔剂及粘结剂充分混合，经捏合，造粒，碳化和水热活化得复合颗粒吸附剂。废白土不经压榨去油直接参与生产，会造成土壤的富营养化，滋生大量细菌，改变土壤的理化性质。该专利局限于空气与水质的净化，由于水玻璃的添加，不能应用于土壤的净化中。另外该专利对于重金属与抗生素的去除效果并未报道。水滑石类化合物(LDH)又称层状金属氢氧化物或阴离子粘土，是一种具有层间可交换阴离子，层中阳离子可调的层状双羟基八面体结构的化合物。碳化后的纳米碳废白土与LDH复合，实现了高吸附容量。吸附剂的高吸附容量可归因于碳物种和LDH的协同效应。表面含有碳纳米颗粒的废白土与LDH复合，不仅吸附能力较活性白土提高了43.9％，而且由于LDH中阳离子可调，可以实现较强的催化能力，所以此吸附催化剂还对有机污染物有极大的催化氧化能力。现有的(Mg，Al-LDH)，(Fe，Ni-LDH)不能产生具有氧化能力的OH·，而(Mn，Mo-LDH)由于Mn和Mo的存在，可以产生大量的OH·，所以可实现较强的催化氧化能力。目前水，大气，土壤污染严重，急需一种高性能的吸附催化剂来改善环境问题。本专利技术的吸附催化剂有望改善环境问题。
技术实现思路
本专利技术秉持绿色无污染的理念，提供一种去除水，大气，土壤中有机污染物和重金属的方法。本专利技术人利用碳化油分后废白土表面含有大量类似碳纳米颗粒的成分，达到活性炭的吸附效果，进而去除土壤重金属Cd。我们提出了Mn，Mo作为水滑石中阳离子，Mn2+和Mo3+都具有较高的催化效果，催化过程中产生的OH·具有强氧化性，可将土霉素分解为水和二氧化碳，以及其他对土壤无害的小分子。三维立体结构，废白土中油分的碳化，与(Mn，Mo-LDH)的复合，都极大的提高了吸附催化剂的吸附性能，Mn，Mo的超强催化能力，也进一步将有机污染物降解为水和二氧化碳，无二次污染。此吸附催化剂集吸附催化于一体，不仅能实现废物利用，而且还能实现较高的吸附催化能力，可重复利用多次，是一种极具前景的吸附催化材料。作为自然界中普遍存在的一种物质，纤维素具有资源丰富、生物相容性好、可再生等优点，在生产和生活中得到了广泛的应用。天然纤维素由微米和纳米纤维交错构成，具有独特的层级多孔网状结构，其表面有大量的羟基和醚键，能够通过氢键和共价键作用与多种客体物质结合，因此可用作构建三维材料的模板或支架。纤维素三维网状结构较大的比表面积增加了接触污染物的机会，多孔结构促进污染物分子扩散到3D结构中，所以本专利技术将吸附催化剂浸渍在纤维素中，一方面进一步实现了高比表面积，高吸附催化能力，另一方面对土壤没有危害。可用于水，大气，土壤的治理中，是一种极具前景的吸附催化剂。本专利技术的目的通过以下方案来实现：一种基于废白土的三维网状型吸附催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)(Mn，Mo-LDH)(锰钼水滑石)粉末的制备过程；(2)SBE与(Mn，Mo-LDH)(废白土与锰钼水滑石)粉末的复合过程；(3)三维网状型SBE/C-(Mn，Mo-LDH)吸附催化剂(表面附着碳纳米颗粒的废白土与锰钼水滑石复合的三维网状吸附催化剂)的制备过程。所述步骤(1)具体过程为：将MnSO4·4H2O、Na2MoO4·2H2O和CO(NH2)2溶于去离子水中配成混合溶液(30～60mL)，将混合溶液加入到特氟隆衬里的不锈钢高压釜中，在100～200℃下煅烧，得到(Mn，Mo-LDH)粉末。优选MnSO4·4H2O:Na2MoO4·2H2O:CO(NH2)2的是摩尔比为1:1:5～1:6:10。优选煅烧时间为0.5～3h。所述步骤(2)具体过程为：将壳聚糖、乙酸、SBE和(Mn，Mo-LDH)溶于去离子水中配成混合溶液(30～60mL)，于50kHz～70kHz下超声20～50min；然后将此混合溶液全部转移至马弗炉中，于150～250℃的温度下煅烧，然后冷却至23～25℃，用去离子水洗涤，去除多余的乙酸，再用乙醇洗涤，去除多余的壳聚糖和SBE，然后真空烘箱中干燥，研磨，过200～300目筛，得到SBE与(Mn，Mo-LDH)的复合物粉末(SBE/C-(Mn，Mo-LDH))。优选壳聚糖:乙酸:SBE:(Mn，Mo-LDH)质量比为4:2:1:3～8:5:1:5。优选煅烧时间4～6h；所述真空烘箱中50～100℃干燥3～5小时。所述步骤(3)具体过程为：取(2)中复合物粉末(SBE/C-(Mn，Mo-LDH))分散到去离子水中于50kHz～70kHz超声1～5h(SBE/C-(Mn，Mo-LDH):H2O的质量比为1:5～1:10)，然后以质量比SBE/C-(Mn，Mo-LDH):纤维素＝3:5～3:7取纤维素浸渍其中24～72小时，并在60～150℃真空烘箱中干燥5～10小时，得三维网状型SBE/C-(Mn，Mo-LDH)吸附催化剂。本专利技术制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于废白土的三维网状型吸附催化剂的制备方法，其特征是包括如下步骤：(1)(Mn，Mo‑LDH)粉末的制备过程；(2)SBE与(Mn，Mo‑LDH)粉末的复合过程；(3)三维网状型SBE/C‑(Mn，Mo‑LDH)吸附催化剂的制备过程。

【技术特征摘要】
1.一种基于废白土的三维网状型吸附催化剂的制备方法，其特征是包括如下步骤：(1)(Mn，Mo-LDH)粉末的制备过程；(2)SBE与(Mn，Mo-LDH)粉末的复合过程；(3)三维网状型SBE/C-(Mn，Mo-LDH)吸附催化剂的制备过程。2.如权利要求1所述的方法，其特征是步骤(1)具体过程为：将MnSO4·4H2O、Na2MoO4·2H2O和CO(NH2)2溶于去离子水中配成混合溶液，将混合溶液加入到特氟隆衬里的不锈钢高压釜中，在100～200℃下煅烧，得到(Mn，Mo-LDH)粉末。3.如权利要求2所述的方法，其特征是MnSO4·4H2O:Na2MoO4·2H2O:CO(NH2)2的是摩尔比为1:1:5～1:6:10。4.如权利要求2所述的方法，其特征是煅烧时间为0.5～3h。5.如权利要求1所述的方法，其特征是步骤(2)具体过程为：将壳聚糖、乙酸和SBE:(Mn，Mo-LDH)溶于去离子水中配成混合溶液，于50kHz～70kHz下超声20～50min；然后将此混合溶液全部转移至马弗炉中，于150～250℃的温度下煅烧，然后冷却至23...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁辉，郝利静，赵丹，
申请(专利权)人：天津大学前沿技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12