【技术实现步骤摘要】
本申请属于催化剂及污水处理，具体涉及一种具有缓释氯离子功能的催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、高氯废水是指氯离子浓度超过3g/l的工业废水，废水中含有高浓度的氯化钠或氯化钾，主要来源于制革、酸洗、制盐、石油化工和海鲜罐头加工等行业。虽然我国《污水综合排放标准(gb 8978-1996)》中并没对氯化物排放进行限定，但是《污水排入城镇下水道水质标准(gb/t 31962-2015)》中对氯化物的排放进行了限定，规定氯离子直接排放的最高允许浓度为500mg/l。此外，有些省份已经针对氯离子的排放浓度进行了更高的规定，如《河北省氯化物排放标准》(db 13/813-2006)和《辽宁省污水综合排放标准》(db21/1627-2008)都规定氯离子直接排放的最高允许浓度为400mg/l。
2、氯离子具有强腐蚀性，并会妨碍水生动物、植物生长，造成生态环境的严重危害。氯离子是氯最为稳定的形态，微生物不仅不能利用氯，废水中的氯离子还会抑制微生物的生长。实践中发现在利用生物法处理废水时，当废水含氯盐质量分数在3％以上时，废水的生物处理效率将明显下降。
3、含氯化钠或氯化钾的高氯废水中氯离子的去除方法主要有沉淀盐法、膜分离法和蒸发浓缩法等。但是由于氯离子可与大多数金属离子形成可溶性盐，所以一般很难应用沉淀盐法来去除氯离子，银离子可使氯离子沉淀，但银离子价格昂贵，难以大规模应用；亚铜离子也可与氯离子形成沉淀从而去除水体中的氯离子，但亚铜离子极易氧化且成本较高，难以工业化应用。膜分离法可去除水中的氯离子，但大多数高浓度
4、因此，如何处理高氯废水或者寻找一种高氯废水资源化利用的方法显得极为重要。
技术实现思路
1、1.专利技术目的
2、针对现有技术中高氯废水中氯离子的去除方法中存在的问题，本申请提供了一种具有缓释氯离子功能的催化剂及其制备方法和应用，将高氯废水中的氯化钠或氯化钾作为原料制成具有缓释氯离子功能的催化剂nife@nc-cl，此催化剂具有高效活化过一硫酸盐(pms)的功能，实现高氯废水中氯离子的最大化利用，实现含氯化钠或氯化钾的高氯废水的减排和再利用。
3、2.技术方案
4、为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案如下：
5、本申请提供了一种具有缓释氯离子功能的催化剂的制备方法，该方法是采用低粘度羧甲基纤维素钠将氮掺杂碳包裹镍铁纳米颗粒和高氯废水中的氯离子结合，制备壳核结构粒子的催化剂nife@nc-cl，该催化剂具有以溶解为触发条件的缓释氯离子特征，因此当该催化剂活化pms时，催化剂遇水局部释放的氯离子首先与pms反应生成1o2和游离氯，氧化有机污染物，氯离子缓释后nife@nc可以续活化pms，产生硫酸根自由基(so4-·)，氧化有机污染物，提高有机污染物降解能力，实现废水中有机污染物的高效降解。
6、进一步地，上述一种具有缓释氯离子功能的催化剂的制备方法，具体包括如下步骤：
7、s1，将氮掺杂碳包裹镍铁纳米颗粒nife@nc与高氯废水混合，搅拌、烘干、研磨，得到均相粉末；
8、s2，将s1中的均相粉末与低粘度羧甲基纤维素钠混合，搅拌混匀，得到粘稠状液体；
9、s3，将s2中的粘稠状液体进行固化定型，得到具有缓释氯离子功能的催化剂nife@nc-cl。
10、进一步地，上述s1中，氮掺杂碳包裹镍铁纳米颗粒nife@nc采用简易热解法制备，具体包括如下步骤：
11、s11，将二氰二胺、六水合氯化镍和四水合氯化亚铁加入甲醇溶液中，持续搅拌直至溶液澄清；将澄清溶液干燥、研磨后得到均相粉末；
12、s12，将均相粉末在氮气气氛中以2～5℃/min速率升温至450～550℃，恒温2～3小时；再升温至700～800℃，恒温2～3小时；待反应结束后，在氮气气氛中冷却至室温，得黑色粉末；
13、s13，将得到的黑色粉末置于硫酸溶液超声处理；然后放入摇床中处理，将沉淀物经多次水洗至洗液呈中性，分离、干燥，即得目标产物氮掺杂碳包裹镍铁纳米颗粒(nife@nc)。
14、进一步地，上述s11中，相对于100ml甲醇溶液，二氰二胺的用量为2～5g，六水合氯化镍的用量为0.24～0.6g，四水合氯化亚铁的用量为0.16～0.42g。
15、进一步地，上述s11中，搅拌包括在50℃条件下350～450r/min的转速搅拌1～3小时。
16、进一步地，上述s11中，干燥包括80±5度下干燥24～40小时。
17、进一步地，上述s12中，氮气的流率为0.1ml/min。
18、进一步地，上述s13中，硫酸溶液的浓度为0.5mol/l。
19、进一步地，上述s13中，超声处理包括：功率为40khz，时间为1～2小时。
20、进一步地，上述s13中，摇床中处理包括50～55℃下150～200rpm处理24～30小时。
21、进一步地，上述s13中，干燥包括80±5度下干燥。
22、进一步地，上述s1中，高氯废水中氯离子的浓度不低于3～6g/l。
23、进一步地，上述s1中，高氯废水中主要包括氯化钠和/或氯化钾。
24、进一步地，上述s1中，高氯废水包括是制革、酸洗、制盐、石油化工和海鲜罐头等废水中的一种。
25、进一步地，上述s1中，相对于1gnife@nc，高氯废水中氯盐含量不少于5g。
26、进一步地，上述s1中，搅拌包括400～500r/min的转速搅拌2～8小时。
27、进一步地，上述s1中，烘干包括80±5度下烘干。
28、进一步地，上述s2中，低粘度羧甲基纤维素钠的粘度：300～600cps(12％brookfield,gb1904-2005)，取代度：1.15～1.45(gb 1904-2005)，纯度：>99.5％(astmd1493-03)，ph值：6.5～8.5(gb 1904-2005)，水份：<8％(gb 1904-2005)，粒度：>99％(180微米，80目标准筛通过率)。
29、进一步地，上述s2中，相对于1g均相粉末，低粘度羧甲基纤维素钠的用量为3～5g。
30、进一步地，上述s2中，通过调节低粘度羧甲基纤维素钠的醇解度和聚合度控制催化剂的溶解速度。
31、进一步地，上述s2中，搅拌包括100～800r/min的转速搅拌0.5～3.5小时。
32、进一步地，上述s3中，固化定型包括将粘稠状液体固定为片状催化剂。
33、进一步地，上述s3中，缓释氯离子本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有缓释氯离子功能的催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法是采用低粘度羧甲基纤维素钠将氮掺杂碳包裹镍铁纳米颗粒和高氯废水中的氯离子结合，制备成壳核结构粒子的催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种具有缓释氯离子功能的催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种具有缓释氯离子功能的催化剂的制备方法，其特征在于，所述S1中，相对于1gNiFe@NC，高氯废水中氯盐含量不少于5g。
4.根据权利要求3所述的一种具有缓释氯离子功能的催化剂的制备方法，其特征在于，所述S2中，低粘度羧甲基纤维素钠的粘度：300～600Cps，取代度：1.15～1.45。
5.根据权利要求4所述的一种具有缓释氯离子功能的催化剂的制备方法，其特征在于，所述S3中，固化定型包括将粘稠状液体固定为片状催化剂。
6.根据权利要求5所述的一种具有缓释氯离子功能的催化剂的制备方法，其特征在于，所述S3中，片状催化剂的片层厚度控制在5～10mm。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种具有缓释氯离子功能的催化剂
8.一种具有缓释氯离子功能的催化剂，其特征在于，通过权利要求1-7任一所述的一种具有缓释氯离子功能的催化剂的制备方法制备而成。
9.权利要求8所述的一种具有缓释氯离子功能的催化剂在处理废水中的应用，其特征在于，用于活化过一硫酸盐。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述应用包括以缓释氯离子催化剂为催化剂，活化过一硫酸盐，降解染料废水中的难降解有机污染物。
...【技术特征摘要】
1.一种具有缓释氯离子功能的催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法是采用低粘度羧甲基纤维素钠将氮掺杂碳包裹镍铁纳米颗粒和高氯废水中的氯离子结合，制备成壳核结构粒子的催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种具有缓释氯离子功能的催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种具有缓释氯离子功能的催化剂的制备方法，其特征在于，所述s1中，相对于1gnife@nc，高氯废水中氯盐含量不少于5g。
4.根据权利要求3所述的一种具有缓释氯离子功能的催化剂的制备方法，其特征在于，所述s2中，低粘度羧甲基纤维素钠的粘度：300～600cps，取代度：1.15～1.45。
5.根据权利要求4所述的一种具有缓释氯离子功能的催化剂的制备方法，其特征在于，所述s3中，固化定型包...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩卫清，侯旭丹，魏卡佳，施凯强，郑钜泰，朱洪威，王祎，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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