本发明专利技术提供一种以分子筛为载体的Fe-Mn双金属非均相芬顿催化剂及其制备方法和应用，将MnSO4·H2O与FeSO4·7H2O溶液混合后得到混合体系，向混合体系中加入NaY分子筛，混合均匀，向上述混合体系中加入柠檬酸，水浴反应，将所得粘稠物烘干、煅烧，得到Fe-Mn/NaY负载型非均相芬顿催化剂，用于对造纸废水进行处理。本发明专利技术方法制备得到的非均相芬顿催化剂可循环使用，容易和废水分离；反应体系中无化学污泥产生，处理成本低，工艺流程简单，易于控制，具有较好的实际应用前景；拓宽pH适用范围、降低铁离子溶出水平、循环使用，Fe-Mn双金属离子的协同效应提高催化反应活性。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种以分子筛为载体的Fe-Mn双金属非均相芬顿催化剂及其制备方法和应用，将MnS04?H20与FeS04?7H20溶液混合后得到混合体系，向混合体系中加入NaY分子筛，混合均匀，向上述混合体系中加入柠檬酸，水浴反应，将所得粘稠物烘干、锻烧，得到Fe-Mn/NaY负载型非均相芬顿催化剂，用于对造纸废水进行处理。本专利技术方法制备得到的非均相芬顿催化剂可循环使用，容易和废水分离；反应体系中无化学污泥产生，处理成本低，工艺流程简单，易于控制，具有较好的实际应用前景；拓宽pH适用范围、降低铁离子溶出水平、循环使用，Fe-Mn双金属离子的协同效应提高催化反应活性。【专利说明】—种以分子筛为载体的Fe-Mn双金属非均相芬顿催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及环境功能材料及废水处理
，更具体地说尤其涉及一种以分子筛为载体的Fe-Mn双金属非均相芬顿催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
制浆造纸工业废水具有水量大、难降解有机物多、色度大等特点，一直是工业水处理领域难处理的废水之一，其废水经过二级生化处理后仍然有较高的有机污染负荷(C0Dcr300-450mg/L、色度300-500倍)。随着环保标准的提高和节能减排的需要，对于制浆造纸废水的深度处理已成为必要。目前制浆造纸工业废水的深度处理方法主要包括混凝、高级氧化、膜分离、生态处理技术等。其中芬顿氧化法因其处理效应高、设备简单和环境友好等优点得到广泛的研究和应用。但是传统芬顿反应体系PH要求低、反应结束需调碱产生大量含铁污泥，需增加处理设备和费用。 近年来，非均相芬顿氧化技术作为典型的高级氧化处理技术，以其在去除难生物降解污染物方面的优势，引起广泛关注。将铁离子及其他过渡金属离子负载于某些介质的非均相芬顿体系能有效避免均相芬顿体系的缺点，体系的PH范围窄，催化剂不可重复使用，不易于回收，对水体产生二次污染等等。
技术实现思路
本专利技术客服了现有技术中的不足，传统芬顿反应体系pH要求低、反应结束需调碱产生大量含铁污泥，需增加处理设备和费用，提供了一种以分子筛为载体的Fe-Mn双金属非均相芬顿催化剂制备方法及其应用，反应体系中无化学污泥产生，处理成本低，工艺流程简单，易于控制，并拓宽了 PH适用范围、降低铁离子溶出水平、能够循环使用。 本专利技术的目的通过下述技术方案予以实现: 一种以分子筛为载体的Fe-Mn双金属非均相芬顿催化剂及其制备方法，以分子筛(NaY)为载体，采用柠檬酸溶胶-凝胶法，制备以分子筛为载体的Fe-Mn双金属非均相芬顿催化剂，按照下述步骤进行: 步骤1，在搅拌状态下，将MnSO4.H2O加入FeSO4.7H20溶液中，维持铁离子与锰离子的摩尔比在(2:1)-(1:1)之间，Fe2+和Mn2+总离子浓度为0.03-0.09mol/L，优选为0.05-0.07mol/L,搅拌 5_20min，优选搅拌时间为 8_12min，得到 FeSO4.7H20 和 MnSO4.H2O混合体系； 步骤2，将NaY分子筛加入到步骤I所得的混合体系中，搅拌，混合均匀； 步骤3，将柠檬酸在搅拌状态下加入到步骤2所得的均匀混合体系中，维持Fe2+和Mn2+总离子浓度与柠檬酸物质的量之比为(1:0.5)-(1:2)，优选为(1:1)-(1:1.5)，搅拌过程中向所述混合体系中滴加氨水，维持所述混合体系的pH值为7.0-9.0，优选为7.5-8.5 ； 步骤4，将步骤3中所得混合体系于50-70°C下水浴反应3_5h，优选为在57_63°C下水浴反应3.5-4.5h，升温至75-90°C反应1.5_3h，优选为升温至79-85°C反应1.5-2.5h，将反应所得粘稠物置于温度为100-120°C干燥箱中烘干10-14h，优选为105-115°C干燥箱中烘干ll-13h，最后在400-600°C下煅烧2_4h，优选为400_450°C下煅烧2.5_3h，即可得到Fe-Mn/NaY负载型非均相芬顿催化剂。 一种以分子筛为载体的Fe-Mn双金属非均相芬顿催化剂在处理造纸废水上的应用，按照下述步骤进行: 步骤1，将废水用酸调节溶液的pH，优选为HC1，将溶液的pH调节至2.0-10.0，优选为 2.5-3.5 ； 步骤2，向步骤I中所得溶液中加入所述方法制备得到的Fe-Mn/NaY负载型非均相芬顿催化剂，搅拌混合均匀； 步骤3，向步骤2中所得溶液加入0.05-0.2mLH202溶液，优选为0.08-0.15mLH202溶液，构成非均相芬顿氧化废水体系，反应时间为50-70min，优选为55_65min ； 步骤4，反应50-70min后过滤分离出催化剂，反应时间优选为55-65min，分离出的催化剂用蒸馏水清洗，在100-120°C温度下烘干20-40min，优选为在105-115°C温度下烘干25-35min，备用； 步骤5，重新按步骤I至3方法进行处理，所用催化剂步骤4中所得的催化剂。 所述废水的性质为CODcr为90_250mg/L，SS为40_80mg/L，色度为400— 500倍，pH 为 7.5-8.0。 本专利技术的有益效果为:与现有技术相比，本专利技术方法制备得到的非均相芬顿催化剂可循环使用，处理废水后，非均相芬顿催化剂容易和废水分离；反应体系中无化学污泥产生，处理成本低，工艺流程简单，易于控制，具有较好的实际应用前景；同时，以分子筛为载体的Fe-Mn双金属非均相芬顿催化剂与传统芬顿催化剂相比，拓宽pH适用范围、降低铁离子溶出水平、循环使用，且Fe-Mn双金属离子的协同效应提高催化反应活性。 【专利附图】【附图说明】 图1是按照本专利技术方法制备的以分子筛为载体的Fe-Mn双金属非均相芬顿催化剂和分子筛对造纸废水的去除效果对比图，▲为以分子筛为载体的Fe-Mn双金属非均相芬顿催化剂，籲为NaY分子筛。 【具体实施方式】 下面通过具体的实施例来对本专利技术的技术方案作进一步的说明。 实施例1 步骤I，在搅拌状态下，将 0.676gMnS04.H2O 加入至由 1.224gFeS04.7H20 与 200mL蒸馏水配置而成的FeSO4.7H20溶液中，铁离子与锰离子的摩尔比为2:1，Fe2+和Mn2+总离子浓度为0.06mol/L，搅拌1min后得至Ij FeSO4.7H20和MnSO4.H2O混合体系； 步骤2，称取2.0gNaY分子筛加入到步骤I所得的混合体系中，搅拌，混合均匀； 步骤3，称取柠檬酸在搅拌状态下加入到步骤2所得的均匀混合体系中，维持Fe2+和Mn2+总离子浓度与柠檬酸物质的量之比为1: 1，搅拌过程中向所述反应液中滴加氨水，维持所述反应液的PH值在8.0左右； 步骤4，将步骤3中所得反应液于60°C下水浴反应4h后，升温至80°C反应2h，将反应所得粘稠物置于温度为110°C干燥箱中烘干12h，最后在400°C下煅烧4h后，即可得到Fe-Mn/NaY负载型非均相芬顿催化剂。 实施例2 步骤I，在搅拌状态下，将 0.676gMnS04.H2O 加入至由 L 112gFeS04.7H20 与 200mL蒸馏水配置而成的FeSO4.7H20溶液中，铁离子与锰本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种以分子筛为载体的Fe‑Mn双金属非均相芬顿催化剂，其特征在于：以分子筛(NaY)为载体，采用柠檬酸溶胶‑凝胶法，制备以分子筛为载体的Fe‑Mn双金属非均相芬顿催化剂，按照下述步骤进行：步骤1，在搅拌状态下，将MnSO4·H2O加入至FeSO4·7H2O溶液中，维持铁离子与锰离子的摩尔比在(2:1)‑(1:1)之间，Fe2+和Mn2+总离子浓度为0.03‑0.09mol/L，搅拌5‑20min，得到FeSO4·7H2O和MnSO4·H2O混合体系；步骤2，将NaY分子筛加入到步骤1所得的混合体系中，搅拌，混合均匀；步骤3，将柠檬酸在搅拌状态下缓慢加入到步骤2所得的均匀混合体系中，维持Fe2+和Mn2+总离子浓度与柠檬酸物质的量之比为(1:0.5)‑(1:2)，搅拌过程中向所述混合体系中滴加氨水，维持所述混合体系的pH值为7.0‑9.0；步骤4，将步骤3中所得混合体系于50‑70℃下水浴反应3‑5h后，升温至75‑90℃反应1.5‑3h，将反应所得粘稠物置于温度为100‑120℃干燥箱中烘干10‑14h，最后在400‑600℃下煅烧2‑4h后，即可得到Fe‑Mn/NaY负载型非均相芬顿催化剂。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王灿，方帅，潮保亭，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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