一种酒糟负载非均相催化剂的制备方法及应用技术

本发明专利技术的主要目的在于提供一种酒糟负载非均相催化剂的制备方法及应用，所述方法包括如下步骤：(1)将每10‑50g干酒糟置于300‑1000mL浓度为1‑10％的酸溶液中浸泡1‑8h，过滤，洗涤至中性，干燥；所述干燥后的酒糟于400‑650℃煅烧，得到二氧化硅；(2)将所述二氧化硅浸于浓度为10‑50％的Fe3+离子溶液中，在60‑95℃水浴搅拌1‑4h，固液分离得固体，将所述固体干燥，得到所述酒糟负载非均相催化剂。本发明专利技术以Fe3+离子溶液为铁源，将酒糟有效利用作为基材，负载非均相催化剂，制备得到的催化剂催化效率高，不产生二次污染，且催化剂可以多次重复使用。

Preparation method and application of distillers' grains supported heterogeneous catalyst

The main purpose of this invention is to provide a load lees heterogeneous catalyst preparation method and application thereof, wherein the method comprises the following steps: (1) every 10 50g in 300 distillers dried 1000mL was soaked in 10% acid solution 1 8h 1, filtering, washing to neutral, drying the dried distillers grains; 400 650 8C, obtained silica; (2) the leaching concentration of Fe3+ ions in silica solution 10 50%, stirring for 1 4H in 60 95 DEG C water bath, solid-liquid separation of the solid, the solid drying, get the lees load heterogeneous catalyst. The present invention uses Fe3+ ion solution as the source of iron, the lees utilization as a substrate, supported heterogeneous catalysts, the catalytic efficiency of the prepared high, does not have two pollution, and the catalyst can be used repeatedly.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于催化剂制备领域，尤其涉及一种酒糟负载非均相催化剂的制备方法及应用。
技术介绍
我国是一个白酒生产和消费大国，生产白酒的同时产生了数量巨大的酿酒原料副产物酒糟。由于酒糟中含有大量的有机物，如淀粉、纤维素和有机酸等，将酒糟作为废物丢弃，既浪费资源，又造成严重的环境污染压力。目前国内酒糟的主要利用方式包括：用于原酒再生产、制取甘油、培养食用菌、发酵回收沼气、生产饲料蛋白等等。然而，在这些处理方式中，除了用作饲料、农肥之外，其他方法大都难以从根本上解决酒糟的最终去向问题，而且有可能产生更多的糟渣。加之酒糟成分复杂，含水量高，不易储存又有不易利用的稻壳等发酵副产品，所以酒糟的利用仍存在一定的困难。传统Fenton反应为均相催化反应，反应一般在pH为3-5的环境中进行，容易导致Fe3+的流失，废液中Fe3+含量高，其中不可避免地还夹带有一定量的其他污染物，难以进一步处理、处置，而造成二次污染。一次氧化反应之后就以滤饼的形式废弃，无法循环使用，不仅浪费资源，也增加了废水处理成本。
技术实现思路
针对现有技术中的上述缺陷，本专利技术的主要目的在于提供一种酒糟负载非均相催化剂的制备方法及应用，将酒糟有效利用作为基材，负载非均相催化剂，制备得到的催化剂催化效率高，不产生二次污染，且催化剂可以多次重复使用。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种酒糟负载非均相催化剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)将每10-50g干酒糟置于300-1000mL浓度为1-10％的酸溶液中浸泡1-8h，过滤，洗涤至中性，干燥；所述干燥后的酒糟于400-650℃煅烧，得到二氧化硅；(2)将所述二氧化硅浸于浓度为10-50％的Fe3+离子溶液中，在60-95℃水浴搅拌1-4h，固液分离得固体，将所述固体干燥，得到所述酒糟负载非均相催化剂。作为进一步的优选，所述步骤(1)中，将酒槽原料经过3-5遍水洗、干燥的前处理，得到所述干酒槽。作为进一步的优选，所述步骤(1)中，所述酸溶液选自盐酸、硝酸、硫酸及磷酸溶液。作为进一步的优选，所述步骤(1)中，所述酸溶液的浓度为3-7％。作为进一步的优选，所述步骤(1)中，所述干燥时间为8-24h。作为进一步的优选，所述步骤(1)中，所述煅烧时间为10-60min。作为进一步的优选，所述步骤(2)中，所述Fe3+离子溶液选自硝酸铁、硫酸铁及醋酸铁。作为进一步的优选，所述步骤(2)中，所述Fe3+离子溶液的浓度为10-30％。作为进一步的优选，所述步骤(2)中，所述干燥时间为8-24h。一种酒糟负载非均相催化剂的应用，所述催化剂作为芬顿体系中的氧化催化剂，用于处理废水。本专利技术的有益效果是：本专利技术以Fe3+离子溶液为铁源，将酒糟煅烧后得到二氧化硅作为基材，本专利技术将铁牢固附着于酒糟二氧化硅上，制备成催化剂，形成非均相芬顿体系，充分利用了二氧化硅的离子交换性、吸附性和芬顿反应的强氧化性，不产生二次污染，且催化剂可以多次重复使用，创造了可观的经济效益和良好的社会效益。附图说明图1是本专利技术实施例2得到的酒糟负载非均相催化剂的负载铁前后的红外光谱图。图2是本专利技术实施例3得到的酒糟负载非均相催化剂负载铁前后比孔径分布示意图。图3是本专利技术实施例2酒糟负载非均相催化剂应用于印染废水降解处理的紫外吸收图。图4是将本专利技术实施例2酒糟负载非均相催化剂重复利用降解处理的效果示意图。具体实施方式本专利技术通过提供一种酒糟负载非均相催化剂的制备方法及应用，克服了现有酒糟利用率低的问题以及传统Fenton反应的缺陷。为了解决上述缺陷，本专利技术实施例的主要思路是：本专利技术实施例酒糟负载非均相催化剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)将每10-50g干酒糟置于300-1000mL浓度为1-10％的酸溶液中浸泡1-8h，过滤，洗涤至中性，干燥；所述干燥后的酒糟于400-650℃煅烧，得到二氧化硅；(2)将所述二氧化硅浸于浓度为10-50％的Fe3+离子溶液中，在60-100℃水浴搅拌1-4h，固液分离得固体，将所述固体干燥，得到所述酒糟负载非均相催化剂。本专利技术实施例酒糟原料在特定条件下煅烧，可以得到高纯和高比表面积的无定形二氧化硅，一般不含铅、砷等有害重金属离子。非均相催化剂是指催化剂与催化反应物处于不同物相，非均相催化剂通常将活性组分固定在多孔载体上，形成催化活性中心，同时由于载体多孔结构，在孔道内形成大量微反应容器，微反应容器内众多活性中心能极大的提高催化反应速度。在反应过程中，反应物经液相主体扩散至微反应容器内，在活性中心反应后，产物再经孔道扩散出去，从而达到重复利用非均相催化剂的目的。本专利技术实施例制备以Fe3+离子溶液为铁源，以酒糟为基材制备得到的非均相催化剂比表面积大，且活性组分与载体的作用力强，催化剂的活性高。本专利技术实施例催化剂可在常压低温下进行废水的深度处理，反应条件温和，能在较宽的pH范围(pH2.18-10.40)使用，而且不需要改变水厂的水处理工艺，适合于工业推广应用。有效解决了传统Fenton反应pH范围窄，后处理费用较高等问题。本专利技术实施例催化剂比表面积大，一般选用粒径适宜、表面粗糙的惰性材料，以利于微生物的接种、挂膜以及生长繁殖，保持较多的生物量。本专利技术实施例催化剂具有过滤作用，足够的机械强度，不会在反冲洗过程中磨损或破碎，以及合适的颗粒松散容重，既利于反冲洗。又不致被冲走。而且，本专利技术实施例催化剂还具有化学稳定性，不含溶解于水的有害物质，能就地取材、价廉，减少了投资。本专利技术实施例酒糟负载非均相催化净水剂应用作为芬顿体系中的氧化催化剂，能够解决以往使用均相芬顿试剂药剂流失和含铁污泥带来的二次污染问题；以及现有非均相芬顿氧化催化剂铁离子易流失、处理效率低和催化剂不易回收的问题。与粉末状、颗粒状催化剂相比，本专利技术实施例催化剂易分离、易回收；无毒，重复利用率高、价格便宜。为了让本专利技术之上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数实施例，来说明本专利技术所述之酒糟负载非均相催化剂的制备方法及应用。实施例1酒糟经水洗3遍干燥后，取20g干酒糟，用500mL3％的稀盐酸溶液于浸泡2h，过滤，用去离子水洗涤至中性，干燥10h。处理好的酒糟置于马弗炉中于400℃煅烧20min，得到二氧化硅产品。再将二氧化硅产品浸于10％硝酸铁溶液中，60℃水浴1h，抽滤，干燥12h，得到酒糟负载非均相催化剂。实施例2酒糟经水洗4遍干燥后，取30g干酒糟，用500mL5％的稀盐酸溶液于浸泡4h，过滤，用去离子水洗涤至中性，干燥12h。处理好的酒糟置于马弗炉中于500℃煅烧40min，得到二氧化硅产品。再将二氧化硅产品浸于20％硝酸铁溶液中，70℃水浴2h，抽滤，干燥18h，得到酒糟负载非均相催化剂。图1是本专利技术实施例2得到的酒糟负载非均相催化剂的负载铁前后的红外光谱图。实施例3酒糟经水洗5遍干燥后，取50g干酒糟，用500mL7％的稀盐酸溶液于浸泡6h，过滤，用去离子水洗涤至中性，干燥24h。处理好的酒糟置于马弗炉中于600℃煅烧60min，得到二氧化硅产品。再将二氧化硅产品浸于30％硝酸铁溶液中，90℃水浴3h，抽滤，干燥24h，得到酒糟负载非均相催化剂。图2是本专利技术实施例3得到的酒糟负载非均相催化剂负载铁前后比孔径分布示意图。实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种酒糟负载非均相催化剂的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：(1)将每10‑50g干酒糟置于300‑1000mL浓度为1‑10％的酸溶液中浸泡1‑8h，过滤，洗涤至中性，干燥；所述干燥后的酒糟于400‑650℃煅烧，得到二氧化硅；(2)将所述二氧化硅浸于浓度为10‑50％的Fe3+离子溶液中，在60‑95℃水浴搅拌1‑4h，固液分离得固体，将所述固体干燥，得到所述酒糟负载非均相催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种酒糟负载非均相催化剂的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：(1)将每10-50g干酒糟置于300-1000mL浓度为1-10％的酸溶液中浸泡1-8h，过滤，洗涤至中性，干燥；所述干燥后的酒糟于400-650℃煅烧，得到二氧化硅；(2)将所述二氧化硅浸于浓度为10-50％的Fe3+离子溶液中，在60-95℃水浴搅拌1-4h，固液分离得固体，将所述固体干燥，得到所述酒糟负载非均相催化剂。2.根据权利要求1所述的酒糟负载非均相催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，将酒槽原料经过3-5遍水洗、干燥的前处理，得到所述干酒槽。3.根据权利要求1所述的酒糟负载非均相催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述酸溶液选自盐酸、硝酸、硫酸及磷酸溶液。4.根据权利要求1或3所述的酒糟负载非均相催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋功武，何瑜，邓淳，周建刚，葛伊利，江媛媛，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42