【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及塑料资源化处理，特别涉及一种非均相磁性塑料衍生炭催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、塑料广泛存在于食品包装、医疗设备、建筑、运输、家具、电气和电子设备中，其具有优异的柔韧性、耐腐蚀性、高强度重量比、良好的加工性和低制造成本。然而，快速增长的塑料生产加上管理不当，在各个环境领域产生了大量塑料废物。塑料垃圾已成为一个严重的环境问题，并引起了越来越多的关注。目前已经开发了各种处理技术来修复这种废弃物，传统处置方法是通过直接填埋或焚烧处理，这两者都会导致严重的环境污染。因此，将塑料废物转化为燃料、碳基材料和精细化学品等增值物质的替代方法受到了越来越多的关注。其中，将塑料废物转化为碳基功能材料特别有吸引力，这是由于塑料废物衍生碳材料在绿色能源领域和可持续环境实践中可以得到实际应用。如何改变塑料废弃物性质，实现塑料衍生炭的资源利用，开发研制具有附加值的功能化产品，是妥善解决塑料污染处理处置的关键问题。
2、活性炭是一种碳质材料，具有发达的多孔结构和表面化学。活性炭的这些性质取决于起始材料及其制备方法，包括活化剂和操作条件。pet似乎是制备活性炭前体的一个极好的候选材料，主要因为它的化学成分中碳含量高，无机物含量可忽略不计。炭化技术是近年来新兴的一种处理固体废弃物的热处理技术，主要通过无氧条件热转化有机物形成部分或完全炭化的异质材料。活性炭可以广泛应用于农业、固碳、废水处理等领域。作为吸附剂，活性炭可以吸附杂质，过滤去除雨水中的细菌，可以吸附去除抗生素和人工合成有机物。作为催化剂，可以活化强氧化剂产生活性氧降解
3、有机磷杀虫剂占全球应用杀虫剂总量的40％左右，其中，马拉硫磷(mtn)是使用最广泛的杀虫剂，占全部使用有机磷杀虫剂的32-44％左右。它也被称为巯基、麦地松和碳磷，是一种非系统、广谱有机磷农药，用于保护各种作物免受叶蝉、锉刀、鳞屑、蚜虫、玉米虫、螨虫和其他杂草的侵害。它可以通过有效阻断乙酰胆碱酯酶(一种神经功能的关键酶)而导致严重的健康损害。mtn的作用可能会干扰哺乳动物的内分泌和生殖系统，并导致癌症肿瘤、儿童白血病、贫血和肾衰竭。此外，它可以有效地对几种化学物质做出反应，在日光下以超过100倍的强度产生更具破坏性的马拉氧酮化合物。由于其高消耗量和高物理化学稳定性，mtn在天然水资源中造成了广泛的污染，污水处理厂现有的物理、化学、生物处理单元难以将此类有毒难降解类物质有效去除。因此，迫切需要找到一种有效去除水环境中有机磷农药的新途径。
4、以过硫酸盐为基础的高级氧化法由于其强大的自由基驱动过程和直接的电子转移，在城市污水和地下水中对有机磷的降解等产生了极大的影响，引起人们的广泛关注，但仅是单独使用过硫酸盐去除有机磷的效率一般维持在30％～40％之间，因此如何高效活化过硫酸盐去除水中有机污染物成为广大工作者目前深入研究的课题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种非均相磁性塑料衍生炭催化剂及其制备方法和应用，以解决现有技术中存在的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种非均相磁性塑料衍生炭催化剂，制备方法包括如下步骤：
3、1)将塑料预处理后，于naoh溶液中浸泡，清洗烘干后，放入管式炉中热解得到初始活性炭ac。
4、2)将得到的初始活性炭ac与高铁酸盐溶液混合，浸渍法负载铁后烘干，放入管式炉中热解得到非均相磁性塑料衍生炭催化剂。
5、进一步的，上述的一种非均相磁性塑料衍生炭催化剂，步骤1)中，所述塑料为废弃的pet塑料。
6、进一步的，上述的一种非均相磁性塑料衍生炭催化剂，步骤1)中，放入管式炉中热解的条件为：在氮气气氛下，氮气流速为200ml/min，热解温度为700℃，升温速率为10℃/min，热解时间为60min。
7、进一步的，上述的一种非均相磁性塑料衍生炭催化剂，步骤2)中，所述高铁酸盐为高铁酸钾。
8、进一步的，上述的一种非均相磁性塑料衍生炭催化剂，高铁酸钾的浓度为0.01～0.2mol/l，初始活性炭ac与高铁酸钾的投料比为：1g:30～70ml。
9、进一步的，上述的一种非均相磁性塑料衍生炭催化剂，步骤2)中，放入管式炉中热解的条件为：在氮气气氛下，氮气流速为200ml/min，热解温度为700～1000℃，升温速率为10℃/min，热解时间为120min。
10、本专利技术提供的非均相磁性塑料衍生炭催化剂协同过硫酸盐在降解有机磷农药中的应用。
11、进一步的，所述过硫酸盐为过硫酸氢钾。
12、更进一步的，所述过硫酸钾为过一硫酸氢钾。
13、进一步的，所述有机磷农药为马拉硫磷。
14、进一步的，方法如下：向马拉硫磷废水中，同时加入非均相磁性塑料衍生炭催化剂和过一硫酸钾，在常温条件下，转速为300rpm机械搅拌器中进行反应，反应时间为15min；非均相磁性塑料衍生炭催化剂的投加量为50～200mg/l，过一硫酸钾的投加量为0.1～0.7mmol/l。
15、本专利技术的有益效果是：
16、1、本专利技术制备得到的非均相磁性塑料衍生炭催化剂作为炭材料，其表面催化位点(如含氧官能团、缺陷、金属化合物等)可活化过硫酸盐，进而促进硫酸根自由基、氢氧根自由基、超氧自由基和单线态氧等活性物种的产生，显著提升过硫酸盐对有机磷的去除效果。
17、2、本专利技术制备得到的非均相磁性塑料衍生炭催化剂作为炭材料，以废弃塑料为主要原料，实现了塑料固废的资源化利用，且制备方法简便易行，成本低廉，在有机磷等难降解有机污染物去除方面具有很大的应用前景。
18、3、pet是由乙二醇和对苯二甲酸作为单体单元组成的塑料树脂。它通常用于各种消耗品的包装和储存。pet作为一种环境上多余的固体废物也具有其相关性，散落的pet垃圾分别通过窒息、毒素浸出和燃烧时的致癌物排放，使土壤、水和空气质量恶化。因此，将pet废物转化为功能材料的战略可以为环境提供喘息之机，并减轻全球任何国家废物处理的经济负担。本专利技术可以有效利用简单浸渍热解制备非均相磁性塑料衍生炭催化剂，不仅提供了一种废弃塑料资源化利用的途径，还提供一种价格低廉且效能好的催化剂，该催化剂可以对废水中的有机磷进行高效去除，对于优化难降解有机污染物处理，实现节能减排具有重要意义。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种非均相磁性塑料衍生炭催化剂，其特征在于，制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种非均相磁性塑料衍生炭催化剂，其特征在于，步骤1)中，所述塑料为废弃的PET塑料。
3.根据权利要求1所述的一种非均相磁性塑料衍生炭催化剂，其特征在于，步骤1)中，放入管式炉中热解的条件为：在氮气气氛下，氮气流速为200mL/min，热解温度为700℃，升温速率为10℃/min，热解时间为60min。
4.根据权利要求1所述的一种非均相磁性塑料衍生炭催化剂，其特征在于，步骤2)中，所述高铁酸盐为高铁酸钾。
5.根据权利要求4所述的一种非均相磁性塑料衍生炭催化剂，其特征在于，高铁酸钾的浓度为0.01～0.2mol/L，初始活性炭AC与高铁酸钾的投料比为：1g:30～70mL。
6.根据权利要求1所述的一种非均相磁性塑料衍生炭催化剂，其特征在于，步骤2)中，放入管式炉中热解的条件为：在氮气气氛下，氮气流速为200mL/min，热解温度为700～1000℃，升温速率为10℃/min，热解时间为120min。
7.权利要
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述过硫酸盐为过硫酸钾；优选的，所述过硫酸钾为过一硫酸钾。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述有机磷农药为马拉硫磷。
10.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，非均相磁性塑料衍生炭催化剂的投加量为50～200mg/L，过硫酸盐的投加量为0.1～0.7mmol/L。
...【技术特征摘要】
1.一种非均相磁性塑料衍生炭催化剂，其特征在于，制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种非均相磁性塑料衍生炭催化剂，其特征在于，步骤1)中，所述塑料为废弃的pet塑料。
3.根据权利要求1所述的一种非均相磁性塑料衍生炭催化剂，其特征在于，步骤1)中，放入管式炉中热解的条件为：在氮气气氛下，氮气流速为200ml/min，热解温度为700℃，升温速率为10℃/min，热解时间为60min。
4.根据权利要求1所述的一种非均相磁性塑料衍生炭催化剂，其特征在于，步骤2)中，所述高铁酸盐为高铁酸钾。
5.根据权利要求4所述的一种非均相磁性塑料衍生炭催化剂，其特征在于，高铁酸钾的浓度为0.01～0.2mol/l，初始活性炭ac与高铁酸钾的投料比为：1g:30～70m...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱锋，周摇，谢晓琳，孙晨，宋永会，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。