废水处理用催化材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及废水处理技术领域，特别是涉及一种废水处理用催化材料，包括镁改性活性炭载体和负载在所述载体上的活性组分和催化助剂，所述活性组分是MnO2，所述催化助剂是铽掺杂碳点，所述镁改性活性炭载体、活性组分和催化助剂的重量比是100:0.1～10.0:0.01～10.0。所述催化材料部分原材料取自农业副产物，环保低廉，催化材料可对废水中的常规污染物如COD以及腈类、酚类、苯胺类、酰胺类等及抗生素类污染物如甲硝唑和四环素等实现综合、高效降解，催化材料结构稳定且具有较长效的使用寿命。化材料结构稳定且具有较长效的使用寿命。化材料结构稳定且具有较长效的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
废水处理用催化材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及废水处理
，特别是关于一种废水处理用催化材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着经济的迅猛发展，工业废水大量排放，造成了严重的水污染，对生态安全造成极大危害。特别是工业废水中含有的大量有机物污染物，其中的有毒有害物质且难于生物降解的部分有机物污染物对环境危害更是无法控制。有机废水就是以有机污染物为主的废水，有机废水易造成水质富营养化，危害比较大。有机废水一般是指由造纸、皮革及食品等行业排出的在2000mg/L以上废水。有机废水水质特点：1、有机物浓度高。COD一般在2000mg/以上，有的甚至高达几万乃至几十万mg/L，相对而言，BOD较低，很多废水BOD与COD的比值小于0.3。2、成分复杂。含有毒性物质废水中有机物以芳香族化合物和杂环化合物居，还多含有硫化物、氮化物、重金属和有毒有机物。3、色度高，有异味。有些废水散发出刺鼻恶臭，给周围环境造成不良影响。4、具有强酸强碱性。工业产生的有机废水中，酸、碱类众多，往往具有强酸或强碱性。5、不易生物降解有机废水中所含的有机污染物结构复杂，如蔡环是由10个碳原子组成的离域共轭键，结构相当稳定，难以降解。这类废水中大多数的BODSC/OD极低，生化性差，且对微生物有毒性，难以用一般的生化方法处理。
[0003]现有技术如授权公众号为CN107233891B的中国专利技术专利，其公开了一种处理苯酚废水的光催化剂制备方法及其处理方法，。该方法是将钴盐、铁盐、镧盐，依次加入水中，再与钛酸四丁酯的乙醇溶液混合后加入柠檬酸，水浴条件下形成凝胶，干燥后煅烧，得到La掺杂CoFe2O4/TiO2复合光催化剂，其中Co:Ti:La:水:柠檬酸的摩尔比为(0.5～0.8):1:(0.10～0.18):(120～200):(7～10)的比例进行配比，其中Fe摩尔量为Co摩尔量的2倍。该方法制备得到的光催化剂将光响应波长从紫外光区扩大至可见光区，同时光催化性能得到显著提高，1.5h内苯酚的催化降解率可以达到73.59～84.27％，并且该复合光催化剂易于回收。然而其仅能对有机废水中的苯酚实现不高于85％的降解。
[0004]因此，需要一种能够高效降解有机废水中COD以及腈类、酚类、酰胺类等有机污染物的综合、高效、能长效降解的催化材料。
[0005]以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的旨在提供一种废水处理用催化材料，所述催化材料部分原材料取自农业副产物，环保低廉，可重复应用，对废水中的常规污染物如COD以及腈类、酚类、苯胺类、酰胺类等及抗生素类污染物如土霉素、甲硝唑和四环素等实现综合、高效降解，催化材料结构稳定且具有较长效的使用寿命。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案。
[0008][1]一种废水处理用催化材料，所述催化材料包括：
[0009]镁改性活性炭载体，和
[0010]负载在所述载体上的活性组分和催化助剂；
[0011]其中，所述活性组分是MnO2，所述催化助剂是铽掺杂碳点。
[0012]本专利技术所述废水处理用催化材料结构简单，包括载体和负载在所述载体上的活性组分和催化助剂，活性组分是MnO2，催化助剂是铽掺杂碳点，其一，本专利技术的废水处理用催化材料中活性炭取自农业副产品，环保低廉，容易回收且可重复利用，活性炭可将待处理废水中的有毒难降解污染物吸附至催化材料表面，进一步通过活性组分和催化助剂的联合催化将其催化降解；其二，经过镁改性后的活性炭载体可提高催化材料结构的稳定性，提高本专利技术废水处理用催化材料对废水的降解效果，镁改性活性炭载体、活化组分和催化助剂相互分散与接触，起到了相互阻隔关联的作用，提高了活性组分的分散度和稳定性。
[0013]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述镁改性活性炭载体、活性组分和催化助剂的重量比是100:0.1～10.0:0.01～10.0。
[0014]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述镁改性活性炭载体经由下述步骤制备得到：
[0015]1)荔枝壳彻底洗净后烘干，粉碎成过160目的细粉，按照液固比1:4～5将荔枝壳细粉与磷酸混合均匀，室温浸泡24h后常压干燥；固体研磨成粉，氮气气氛下加热至650～680℃热解至少3h，自然冷却后以去离子水洗涤3～5次，常压干燥，研磨成160目细粉即得活性炭；
[0016]2)将活性炭按照镁、炭质量比1:3.5～5.0加入到MgCl2溶液中，搅拌下缓慢滴加NaOH溶液直至完全生成Mg(OH)2沉淀，振荡反应24h，沉淀经过滤后用去离子水洗净烘干，于450℃煅烧至少3h即制得镁改性活性炭。
[0017]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述步骤1)中的荔枝壳是桂味荔枝壳和/或妃子笑荔枝壳。
[0018]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述步骤1)中磷酸的质量分数是45～50％。
[0019]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述步骤1)中NaOH溶液的质量分数是8～10％。
[0020]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述步骤1)中的升温速率为l2～15℃/min。
[0021]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述步骤1)中的常压干燥是在100～105℃温度下干燥至少10h。
[0022]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述步骤2)中的MgCl2溶液浓度是0.5～0.8mol/L。
[0023]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述步骤2)中的搅拌速率不低于120r/min。
[0024]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述步骤2)中的振荡在转速不低于180r/min的摇床中进行。
[0025]经过镁改性后的活性炭载体可提高催化材料结构的稳定性，提高本专利技术废水处理用催化材料对废水的降解效果，镁改性活性炭载体、活化组分和催化助剂相互分散与接触，起到了相互阻隔关联的作用，提高了活性组分的分散度和稳定性。
[0026]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，铽掺杂碳点经由下述步骤制备得到：
[0027]1)马铃薯干粉与苹果酸充分混合至足量去离子水中，混合物转移至聚四氟乙烯内衬水热高压釜内，并于180～195℃温度下反应至少8h，自然冷却后，将得到的溶液超高速离心后以0.22μm滤膜过滤，滤液真空干燥得到碳点粉末；
[0028]2)碳点粉末溶于去离子水中制备碳点溶液，并将其与三氯化铽溶液在室温下磁力搅拌至少12h，混合溶液真空干燥，得到铽掺杂碳点粉末。
[0029]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述步骤1)中马铃薯干粉与苹果酸的重量比是1:0.2～0.6。
[0030]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述步骤1)中聚四本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废水处理用催化材料，其特征在于所述催化材料包括：镁改性活性炭载体，和负载在所述载体上的活性组分和催化助剂；其中，所述活性组分是MnO2，所述催化助剂是铽掺杂碳点。2.根据权利要求1所述的废水处理用催化材料，其特征在于：所述镁改性活性炭载体、活性组分和催化助剂的重量比是100:0.1～10.0:0.01～10.0。3.根据权利要求1或2所述的废水处理用催化材料，其特征在于：所述镁改性活性炭载体经由下述步骤制备得到：1)荔枝壳彻底洗净后烘干，粉碎成过160目的细粉，按照液固比1:4～5将荔枝壳细粉与磷酸混合均匀，室温浸泡24h后常压干燥；固体研磨成粉，氮气气氛下加热至650～680℃热解至少3h，自然冷却后以去离子水洗涤3～5次，常压干燥，研磨成160目细粉即得活性炭；2)将活性炭按照镁、炭质量比1:3.5～5.0加入到MgCl2溶液中，搅拌下缓慢滴加NaOH溶液直至完全生成Mg(OH)2沉淀，振荡反应24h，沉淀经过滤后用去离子水洗净烘干，于450℃煅烧至少3h即制得镁改性活性炭。4.根据权利要求4所述的废水处理用催化材料，其特征在于：所述步骤1)中的荔枝壳是桂味荔枝壳和/或妃子笑荔枝壳，优选妃子笑荔枝壳。5.根据权利要求1～4任一项所述的废水处理用催化材料，其特征在于：铽掺杂碳点经由下述步骤制备得到：1)马铃薯干粉与苹果酸充分混合至足量去离子水中，混合物转移至聚四氟乙烯内衬水热高压釜内，并于180～195℃温度下反应至少8h，自然冷却后，将得到的溶液超高速离心后...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：嘉兴市爵拓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：