一种用于水处理高级氧化的碳基催化剂制备方法技术

本发明专利技术涉及有机高分子化合物制备技术领域，具体涉及一种用于水处理高级氧化的碳基催化剂制备方法；包括将碳粉热还原处理，冷却后制得活性炭粉；将活性炭粉浸渍在还原性溶剂中，制得混合浸渍液；将氧化剂与混合浸渍液混合，干燥后制得负载活性组分的碳粉；在恒温下将煤焦油、粘合剂、去离子水按比例依次与负载活性组分的碳粉混合，制得融合物；将融合物挤压成型，经老化和干燥后制得颗粒状催化剂；将颗粒状催化剂高温碳化处理后再活化处理，筛分后制得碳基催化剂；将工业生产过程产生的废料碳粉作为主要成分来制备碳基催化剂，能够将碳粉有效利用，实现了废物利用。实现了废物利用。实现了废物利用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于水处理高级氧化的碳基催化剂制备方法


[0001]本专利技术涉及有机高分子化合物制备
，尤其涉及一种用于水处理高级氧化的碳基催化剂制备方法。

技术介绍

[0002]目前，工业废水主要采用预处理
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生化处理
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深度处理的三级处理工艺，在深度处理工段多采用化学氧化或膜处理的手段，近年来众多高级氧化技术(AOPs)逐渐应用于工业废水深度处理中，如O3/UV、电化学氧化、紫外
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光催化氧化、湿式化学氧化、非均相臭氧氧化、过硫酸盐氧化等，过硫酸盐氧化技术主要依托强氧化能力的自由基对废水中有机物实现无选择性的矿化，水中的有机物、氧化剂、固体催化剂之间的反应为复杂的多相流反应，若催化剂的活性组分溶入反应体系会造成二次污染的问题，其中碳材料常作为催化剂载体使用，利用其丰富的孔结构可作为金属氧化物的骨架实现金属氧化物的负载，此外，碳材料表面丰富的官能团也可以作为催化反应的活性位点；在各种碳材料生产过程中会产生一定量的碳粉，目前通常是将这些碳粉作为燃料使用，缺乏将碳粉有效利用的方法，比较浪费。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种用于水处理高级氧化的碳基催化剂制备方法，能够以碳粉为主要原料，制备用于水处理高级氧化的碳基催化剂，能够将碳粉有效利用。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于水处理高级氧化的碳基催化剂制备方法，包括：
[0005]将碳粉热还原处理，冷却后制得活性炭粉；
[0006]将活性炭粉浸渍在还原性溶剂中，制得混合浸渍液；
[0007]将氧化剂与混合浸渍液混合，干燥后制得负载活性组分的碳粉；
[0008]在恒温下将煤焦油、粘合剂、去离子水按比例依次与负载活性组分的碳粉混合，制得融合物；
[0009]将融合物挤压成型，经老化和干燥后制得颗粒状催化剂；
[0010]将颗粒状催化剂高温碳化处理后再活化处理，筛分后制得碳基催化剂。
[0011]其中，所述将碳粉热还原处理，冷却后制得活性炭粉的具体步骤为：
[0012]将原料碳粉研磨、过筛，制得100目以下粒径的细碳粉；
[0013]将细碳粉在750
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850℃的温度下热还原处理60min，以氮气为反应气氛，升温速率为5
‑
10℃/min，冷却后制得活性碳粉。
[0014]其中，所述将活性炭粉浸渍在还原性溶剂中，制得混合浸渍液的具体步骤为：
[0015]将硫酸锰溶液与硫酸亚铁溶液按比例混合，搅拌均匀后制得还原性溶剂；
[0016]将还原性溶剂与活性炭粉按等体积浸渍法混和，搅拌5
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25min后静置1
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10h，制得混合浸渍液。
[0017]其中，所述硫酸锰溶液与硫酸亚铁溶液的比例为1：0.1～2。
[0018]其中，所述将氧化剂与混合浸渍液混合，干燥后制得负载活性组分的碳粉的具体步骤为：
[0019]将氧化剂按比例滴加到混合浸渍液中，滴加过程中进行搅拌，滴加完成后继续搅拌反应30
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45min；
[0020]反应完成后，在105
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110℃温度下干燥4
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12h，制得负载活性组分的碳粉。
[0021]其中，所述氧化剂与混合浸渍液的比例为1～2：1。
[0022]其中，所述在恒温下将煤焦油、粘合剂、去离子水按比例依次与负载活性组分的碳粉混合，制得融合物的具体步骤为：
[0023]将质量为负载活性组分的碳粉总质量5％
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15％的煤焦油与负载活性组分的碳粉在恒温下搅拌混合，制得混合物A；
[0024]将质量为混合物A总质量3
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5wt％的粘合剂与混合物A在恒温下搅拌混合，制得混合物B；
[0025]将质量为混合物B总质量10
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20wt％的去离子水与混合物B在恒温下搅拌混合，制得融合物。
[0026]本专利技术的一种用于水处理高级氧化的碳基催化剂制备方法，将工业生产过程产生的废料碳粉作为主要成分，既可利用碳材料的吸附性能也可以降低催化剂的生产成本，采用“先还原后氧化”的思路即先将碳粉与还原性溶液浸渍，然后再与氧化剂接触，在碳粉的表面原位生成纳米级别的金属氧化物；碳材料本身可作为高级氧化的催化剂，在与还原剂接触的过程中还可以还原碳材料表面的部分酸性官能团，提高表面碱性官能团的含量；混合成型有利于碳基催化剂的回收再利用，本专利技术提及的碳基催化剂成型主要依靠粘合剂和机械挤压作用；成型的碳基催化剂作为非均相催化剂在工程应用中更有利于回收、不会造成金属溶出；综上所述，能够将废料碳粉有效利用，实现了废物利用，提升了低价值碳粉的商业价值，易于碳基催化剂的大规模工业生产。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1是本专利技术的一种用于水处理高级氧化的碳基催化剂制备方法的流程图；
[0029]图2是本专利技术的将碳粉热还原处理，冷却后制得活性炭粉的流程图；
[0030]图3是本专利技术的将活性炭粉浸渍在还原性溶剂中，制得混合浸渍液的流程图；
[0031]图4是本专利技术的将氧化剂与混合浸渍液混合，干燥后制得负载活性组分的碳粉的流程图；
[0032]图5是本专利技术的在恒温下将煤焦油、粘合剂、去离子水按比例依次与负载活性组分的碳粉混合，制得融合物的流程图；
[0033]图6是本专利技术的将融合物挤压成型，经老化和干燥后制得颗粒状催化剂的流程图；
[0034]图7是本专利技术的将颗粒状催化剂高温碳化处理后再活化处理，筛分后制得碳基催化剂的流程图。
具体实施方式
[0035]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0036]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0037]请参阅图1～图7，本专利技术提供一种用于水处理高级氧化的碳基催化剂制备方法，包括：
[0038]S1将碳粉热还原处理，冷却后制得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于水处理高级氧化的碳基催化剂制备方法，其特征在于，包括：将碳粉热还原处理，冷却后制得活性炭粉；将活性炭粉浸渍在还原性溶剂中，制得混合浸渍液；将氧化剂与混合浸渍液混合，干燥后制得负载活性组分的碳粉；在恒温下将煤焦油、粘合剂、去离子水按比例依次与负载活性组分的碳粉混合，制得融合物；将融合物挤压成型，经老化和干燥后制得颗粒状催化剂；将颗粒状催化剂高温碳化处理后再活化处理，筛分后制得碳基催化剂。2.如权利要求1所述的一种用于水处理高级氧化的碳基催化剂制备方法，其特征在于，所述将碳粉热还原处理，冷却后制得活性炭粉的具体步骤为：将原料碳粉研磨、过筛，制得100目以下粒径的细碳粉；将细碳粉在750
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850℃的温度下热还原处理60min，以氮气为反应气氛，升温速率为5
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10℃/min，冷却后制得活性碳粉。3.如权利要求1所述的一种用于水处理高级氧化的碳基催化剂制备方法，其特征在于，所述将活性炭粉浸渍在还原性溶剂中，制得混合浸渍液的具体步骤为：将硫酸锰溶液与硫酸亚铁溶液按比例混合，搅拌均匀后制得还原性溶剂；将还原性溶剂与活性炭粉按等体积浸渍法混合，搅拌5
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25min后静置1
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10h，制得混合浸渍液。4.如权利要求3所述的一种用于水处理高级氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏立全，孙伟，周金余，陈龙，赵文祥，李俊梅，董宇，吴尚迪，
申请(专利权)人：中煤科工集团南京设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：