一种磁量子有机物催化剂及其制备方法和应用方法技术

本发明专利技术涉及污水技术领域，尤其涉及的是一种磁量子有机物催化剂及其制备方法和应用方法。其技术要点如下：按照重量份数计算，包括如下组分：凹凸棒土60~80份，高铁酸钾2~10份，金属基催化剂1~5份，粘结剂1~5份；有机物催化剂内部填充磁量子。本发明专利技术利用有机物物质对该磁量子的强烈吸收，在大量携能磁量子的轰击下使有机物物质分子解离和激发，同时空气中的氧气和水分及外加的金属基催化剂在该磁量子的作用下可产生大量的新生态氢、活性氧和羟基氧等活性基团，一部分有机物物质也能与活性基团反应，最终转化为CO

【技术实现步骤摘要】
一种磁量子有机物催化剂及其制备方法和应用方法
本专利技术涉及污水
，尤其涉及的是一种磁量子有机物催化剂及其制备方法和应用方法。
技术介绍
随着我国工农业的发展以及人口的不断增多，无论是城市污水、工业污水还是农业富营养的污水，污水处理方面的技术发展被提上了日程。污水量剧增，污水未经处理便直接排入河道的现象普遍存在，造成地表水体的承载能力下降，污染问题日益突出，严重制约了城市和工业的经济发展，威胁着人民身体健康。但是目前污水处理方法普遍存在处理效率低、二次污染严重、处理过程繁琐、成本高等缺点。有鉴于上述现有的污水处理技术中存在的缺陷，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种磁量子有机物催化剂及其制备方法和应用方法，利用有机物物质对该磁量子的强烈吸收，在大量携能磁量子的轰击下使有机物物质分子解离和激发，同时空气中的氧气和水分及外加的金属基催化剂在该磁量子的作用下可产生大量的新生态氢、活性氧和羟基氧等活性基团，一部分有机物物质也能与活性基团反应，最终转化为CO2和H2O等无害物质，从而达到去除有机物目的。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种磁量子有机物催化剂，利用有机物物质对该磁量子的强烈吸收，在大量携能磁量子的轰击下使有机物物质分子解离和激发，同时空气中的氧气和水分及外加的金属基催化剂在该磁量子的作用下可产生大量的新生态氢、活性氧和羟基氧等活性基团，一部分有机物物质也能与活性基团反应，最终转化为CO2和H2O等无害物质，从而达到净化污水的目的，具有清洁、高效、避免二次污染的优点。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：本专利技术提供的一种磁量子有机物催化剂，按照重量份数计算，包括如下组分：凹凸棒土60～80份，高铁酸钾2～10份，金属基催化剂1～5份，粘结剂1～5份；有机物催化剂内部填充磁量子。通过凹凸棒土作为磁量子的载体，特制的激发光源产生不同能量的磁量子，利用有机物物质对该磁量子的强烈吸收，在大量携能磁量子的轰击下使有机物物质分子解离和激发，同时空气中的氧气和水分及外加的金属基催化剂在该磁量子的作用下可产生大量的新生态氢、活性氧和羟基氧等活性基团，一部分有机物物质也能与活性基团反应，最终转化为CO2和H2O等无害物质，从而达到去除有机物目的。因其激发光源产生的光量子的平均能量在1eV～7eV，适当控制反应条件可以实现一般情况下难以实现或使速度很慢的化学反应变得十分快速，大大提高了反应速率，对一些难以通过化学或生物手段降解的物质，能够迅速将其转变为小分子。进一步的，金属催化剂是铂钛合金催化剂。进一步的，金属基催化剂是MOFs-Fe3O4@C磁性材料、Mn3[Co(CN)6]2@SiO2@Ag纳米材料或普鲁士蓝-Nano-MOFs材料中的任意一种。MOFs-Fe3O4@C磁性材料在受到磁量子轰击后，由原来的软磁性转变为铁磁性，并存储大量的磁能，在污水处理过程，经由光照条件的催化，从铁磁性转变为软磁性，并释放出大量的磁能，同时Fe的核外电子由高自旋转为低自旋并完成能级跃迁，使污水中的有机物产生大量的自由基，进而自由基聚合，形成无害的小分子，有效提高污水净化效率；Mn3[Co(CN)6]2@SiO2@Ag纳米材料为双金属核的MOFs材料，不仅对磁能进行储存，还能对光热能完成储存，同时Mn和Co同样能够发生能级跃迁，释放出磁能的同时，放出光能和热能，进一步提高污水净化效率，同时Ag具有消毒杀菌的作用，且在污水中与Co、Mn形成微弱的电场，通过电离的作用，促进Co和Mn快速完成能级跃迁；普鲁士蓝-Nano-MOFs是一种核壳结构的双金属MOFs材料，对磁量具有巨大的装载量，同时具有光热性能，用于污水处理中，能够有效提高污水的处理效率，且与高铁酸钾结合后，能够通过铁的价态的转变，释放出更多的能量，延长有机物催化剂的有效时间。进一步的，粘结剂是有机硅粘结剂、γ-环糊精或羟甲基纤维素中的任意一种。γ-环糊精的分子量大，结构为三角环形，具有π-π键，能够通过平衡键能，提高凹凸棒土对磁能的吸附量。进一步的，凹凸棒土经过酸化。凹凸棒土结构为管状链式插层结构，由于结构的特殊性能，能够大量吸附核能，其主要组成是二氧化硅和其他金属，主要为钠离子、钙离子、铁离子、铝离子，这些金属离子在受到磁量子的轰击后均可参与能级跃迁。前期将凹凸棒土酸化处理，疏通管道杂质，使得其中的羟基脱氢带负电荷，更好的吸收磁能，在催化过程中释放出更多的能量，延长有机物催化剂的使用时间。进一步的，凹凸棒土酸化方法：将凹凸棒土用4mol/L的硫酸浸泡，比例为50g凹凸棒土使用250ml，4mol/L的硫酸，然后水洗至中性，再经过干燥、研磨成粉末后过筛。此酸化方法能够在凹凸棒土表面接枝少量的硫酸根，与MOFs材料产生协同作用，提高有机物催化剂的储磁能力。本专利技术的第二个目的是提供一种磁量子有机物催化剂的制备方法，具有同样的效果。本专利技术的上述技术效果是由以下技术方案实现的：本专利技术提供的一种磁量子有机物催化剂的制备方法，包括如下操作步骤：S1.将金属基催化剂及高铁酸钾按照比例配成10％-20％的溶液；S2.向步骤S1的溶液中加入凹凸棒土及粘结剂，搅拌均匀得混合物A；S3.对混合物A干燥造粒得到催化剂载体，充磁，得到所述有机物催化剂。作为上述技术方案的优选，步骤S3中，对催化剂载体的充磁过程如下：将催化剂载体放置于密闭的空间谐振器中利用磁量子发射装置对催化剂载体进行共振处理；利用频率发射器对催化剂载体进行射频干扰处理获得所述有机物催化剂。本专利技术的第三个目的是提供一种磁量子有机物催化剂的应用方法，具有同样的效果。本专利技术的上述技术效果是由以下技术方案实现的：本专利技术提供的一种磁量子有机物催化剂的应用方法，将有机物催化剂置入待处理污水中，将污水中的COD和BOD分解或降解为无机小分子。作为上述技术方案的优选，将有机物催化剂作为填料加入到污水净化装置中，对污水进行净化处理。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过凹凸棒土作为磁量子的载体，特制的激发光源产生不同能量的磁量子，利用有机物物质对该磁量子的强烈吸收，在大量携能磁量子的轰击下使有机物物质分子解离和激发，同时空气中的氧气和水分及外加的铂金催化剂在该磁量子的作用下可产生大量的新生态氢、活性氧和羟基氧等活性基团，一部分有机物物质也能与活性基团反应，最终转化为CO2和H2O等无害物质，从而达到去除有机物目的。因其激发光源产生的光量子的平均能量在1eV～7eV，适当控制反应条件可以实现一般情况下难以实现或使速度很慢的化学反应变得十分快速，大大提高了反应速率，反应速率可提高20～40％，有机物与氧气反应，降解成二氧化碳和水。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，对依据本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁量子有机物催化剂，其特征在于，按照重量份数计算，包括如下组分：凹凸棒土60~80份，高铁酸钾2~10份，金属基催化剂1~5份和粘结剂1~5份；所述有机物催化剂内部填充磁量子。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁量子有机物催化剂，其特征在于，按照重量份数计算，包括如下组分：凹凸棒土60~80份，高铁酸钾2~10份，金属基催化剂1~5份和粘结剂1~5份；所述有机物催化剂内部填充磁量子。


2.根据权利要求1所述的一种磁量子有机物催化剂，其特征在于，所述金属基催化剂是铂钛合金催化剂。


3.根据权利要求1所述的一种磁量子有机物催化剂，其特征在于，所述金属基催化剂是MOFs-Fe3O4@C磁性材料、Mn3[Co(CN)6]2@SiO2@Ag纳米材料或普鲁士蓝-Nano-MOFs材料中的任意一种。


4.根据权利要求2或3所述的一种磁量子有机物催化剂，其特征在于，所述粘结剂是有机硅粘结剂、γ-环糊精或羟甲基纤维素中的任意一种。


5.根据权利要求4所述的一种磁量子有机物催化剂，其特征在于，所述凹凸棒土经过酸化。


6.一种磁量子有机物催化剂的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：林耀朋，
申请(专利权)人：苏州正奥水生态技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32