【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水处理催化剂，尤其是涉及一种碳基多相催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、农业结构的不均衡发展，使得资源利用难以形成链条，随着农产品产出数量的不断增加，农业废弃物随之剧增。枯枝败叶作为代表性的农林废弃物，无法就地消纳，且不能资源化充分利用，对区域环境造成严重破坏。农林废弃物的传统处理方式有焚烧、填埋及堆肥，分别存在污染大气、散发恶臭、占据土地、耗费时间等对生态环境潜在威胁大的问题，不符合以废弃物利用资源化为主线的时代发展主题。
2、枯枝败叶富含碳源及多种矿物质元素，是一种良好的催化剂载体。本专利技术将一种农林废弃物作为载体开发新型水处理催化剂，用以降解污水中的有机污染物，让废弃物变成资源，且使其变得更具效益，同步缓解资源和环境压力，实现废弃物资源利用和以废治废的可持续发展理念。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种碳基多相催化剂及其制备方法和应用，该碳基多相催化剂在中性室温条件下，即可利用废水中能量和溶解氧(do)对有机污染物具有长期且良好的去除效果。
2、第一方面，本专利技术提供一种碳基多相催化剂的制备方法，包括以下步骤：
3、s1、将木樨叶干燥后粉碎，置于氮气氛围下焙烧，待自然降温后研磨，得到生物炭；
4、s2、将生物炭、钼酸钠、硫脲和铜源加入到去离子水中，搅拌溶解混匀，得到混合体系；
5、s3、将混合体系置于高压反应釜中后进行水热反应；
6、s4、将水热反应所得固体产物依次进行
7、在本专利技术碳基多相催化剂的制备过程中，铜与钼分别以硫元素为键桥相互成键，从而使得催化剂表面的自由电子得到重新极化分布，形成稳定的化学键结构，进而赋予催化剂优异的稳定性；此外，该催化剂具备丰富的空隙结构，其表面可暴露出大量的活性位点，因此，该催化剂在含有有机污染物的水系中，极易同污染物发生碰撞反应，碰撞过程中催化剂可从有机污染中获取电子，氧化降解有机污染物的同时将电子转移至水中do，生成对有机污染物具有降解性的超氧自由基(o2·-)，可快速净化有机废水。
8、因此，本专利技术的碳基多相催化剂在中性室温条件下，即可从有机污染物中获取电子生成o2·-，利用废水中能量和do便可对有机污染物具有长期且良好的去除效果。
9、作为本技术方案优选地，步骤s1中，所述干燥时，控制温度为60-90℃，所述焙烧时，以5-15℃/min的升温速率升温至600-800℃，并在此温度下保持1-3h，其中，焙烧温度优选为700℃，处理时间优选为2h。
10、研究表明，在此条件下制备得到的生物炭具有丰富的孔隙结构，易于活性位点的负载。
11、作为本技术方案优选地，步骤s2中，生物炭、钼酸钠、硫脲和铜源的重量比为1：(4-10)：(3-6)：(1-1.5)，其中，所使用的铜源包括氯化铜、硝酸铜和硫酸铜中的任意一种，并优选为硝酸铜。
12、作为本技术方案优选地，步骤s3具体包括将混合体系置于高压反应釜中后放入烘箱中进行水热反应，而此时烘箱的温度为150-200℃，并优选为180℃，水热反应的时间为16-24h，并优选为20h。
13、作为本技术方案优选地，步骤s4中，所述洗涤时，使用去离子洗涤3-6次，以充分去除催化剂表面未反应的杂质。
14、作为本技术方案优选地，步骤s4中，所述烘干时，控制温度为50-100℃，并优选为70℃，时间为10-15h，并优选为12h。
15、第二方面，上述方法制备得到的碳基多相催化剂，也理应属于本专利技术的保护范围。
16、本专利技术制备得到的碳基多相催化剂，经过高温焙烧后，铜、氧、钼、硫相互成键，形成稳定的结构，使得催化剂具备优异的稳定性；同时该催化剂具备丰富的空隙结构，活性位点大量暴露在催化剂表面，易于同污染物碰撞反应；最后，该催化剂为固体催化剂，在水中具备良好的沉降性，易于分离再收集回收利用。
17、第三方面，本专利技术还提供了上述碳基多相催化剂在处理水中有机污染物中的应用，具体地，有机污染物包括罗丹明b(rhb)、环丙沙星(cip)和亚甲基蓝(mb)中的任意一种或多种。
18、本专利技术的碳基多相催化剂，至少具备以下技术效果：
19、1、本专利技术的碳基多相催化剂由生物炭、钼酸钠、硫脲和铜源的混合物经水热反应制备得到，在反应过程中，铜与钼分别以硫元素为键桥相互成键，从而使得催化剂表面的自由电子得到重新极化分布，形成稳定的化学键结构，进而赋予催化剂优异的稳定性；此外，该催化剂具备丰富的空隙结构，其表面可暴露出大量的活性位点，因此，该催化剂在含有有机污染物的水系中，极易同污染物发生碰撞反应，碰撞过程中催化剂可从有机污染中获取电子，氧化降解有机污染物的同时将电子转移至水中do，生成对有机污染物具有降解性的o2·-，可快速净化有机废水。
20、2、本专利技术的碳基多相催化剂为固体催化剂，其在水中具备良好的沉降性，易于与水分离再收集，便于回收循环再利用；
21、3、本专利技术将一种农林废弃物作为载体开发新型水处理催化剂，用以降解污水中的有机污染物，让废弃物变成资源，且使其变得更具效益，同步缓解资源和环境压力，实现废弃物资源利用和以废治废的可持续发展理念,具有良好的经济、社会和生态效益；
22、4、本专利技术的制备条件简易，设备要求低，方法简便易行，易于工业化生产。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种碳基多相催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述干燥时，控制温度为60-90℃；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，生物炭、钼酸钠、硫脲和铜源的重量比为1：(4-10)：(3-6)：(1-1.5)。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述铜源包括氯化铜、硝酸铜和硫酸铜中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述水热反应时，控制温度为150-200℃，时间为16-24h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述洗涤时，使用去离子洗涤3-6次。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述烘干时，控制温度为50-100℃，时间为10-15h。
8.一种碳基多相催化剂，其特征在于，根据权利要求1-7任一项所述的制备方法制得。
9.权利要求1-7任一项所述制备方法制备得到的碳基多相催化剂或权利要求
...【技术特征摘要】
1.一种碳基多相催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述干燥时，控制温度为60-90℃；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，生物炭、钼酸钠、硫脲和铜源的重量比为1：(4-10)：(3-6)：(1-1.5)。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述铜源包括氯化铜、硝酸铜和硫酸铜中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述水热反应时，控制温度为150-200℃，时间...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕来，梁国裕，韩沐恩，廖梓彤，
申请(专利权)人：清远广大协同创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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