【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水处理催化剂，尤其是涉及一种类石墨烯纳米层状水处理催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着生产生活发展，越来越多化学品被广泛使用于与人们生活密切相关的商品中，这也使得“新污染物”(ecs)具有广泛的释放源。新污染物类物质(如抗生素、工业染料、内分泌干扰物(edcs)、药品和个人护理用品(ppcps)等)化学性质稳定，易生物积累，具有潜在的生态和健康威胁性，长期危害大。近年来，已有相关研究机构在多个出水口检测到多环芳烃(pahs)、有机氯农药(ocps)以及多氯联苯(pcbs)等持久性有机污染物。目前，污水处理厂处理水中新污染物的方法包括利用活性污泥进行吸附以及与传统活性污泥法结合的膜生物反应器技术等，然而采用上述方法对含有pops的污水进行处理后，在出水中仍然能够检测出新污染物。由于传统的污水处理工艺难以适应目前的水体污染现状，因此针对水体新污染物开发深度处理的研究成为必要。
2、过硫酸盐活化技术因其对于污染物降解的高效性，是当前环境领域国际前沿研究方向，然而目前该技术存在与芬顿反应类似的高能耗低效率应用瓶颈问题，以及引入硫酸根带来的水体酸化风险而难以被实际应用。
3、现有研究使用纳米碳材料作为非金属催化剂，无需外加辅助手段，虽展现出良好的活化过硫酸盐活化去除水中有机污染物的能力，但是纳米碳材料的稳定性欠佳，重复使用一次后其催化活性大幅降低，需要对使用后的碳材料进行热处理或延长反应时间才能部分维持碳材料的催化活性。
4、基于现有研究工作，发展新型、高效、稳定的活化过硫酸盐催
5、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种类石墨烯纳米层状水处理催化剂及其制备方法和应用，该催化剂能够解决当前水处理催化剂中性条件下活性差、稳定性差、能耗高效率低等问题。
2、本专利技术的第一方面，提供一种类石墨烯纳米层状水处理催化剂的制备方法，包括如下步骤：
3、s1、将双氰胺和抗坏血酸溶解在醇溶液中，搅拌均匀得到混合溶液a；
4、s2、将步骤s1得到的混合溶液a置于60-80℃的烘箱中，干燥至醇溶液完全挥发，得到前驱体b；
5、s3、将步骤s2得到的前驱体b置于保护气氛围下，使用程序升温在400-600℃下焙烧2-4h，得到前驱体b1，再回火在600-800℃下焙烧2-4h，得到前驱体b2，降至室温后，进行研磨、洗涤、干燥得该催化剂。
6、优选的，步骤s1中，所述双氰胺和抗坏血酸的摩尔比为1:(0.02-0.03)；更优选为1:0.02或1:0.03。
7、优选的，步骤s1中，所述搅拌的时间为60-120min，温度为50-80℃；更优选的，搅拌时间为80min，温度为60℃。
8、优选的，步骤s1中，所述醇溶液包括：甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或多种。
9、优选的，步骤s2中，烘箱温度为70-80℃，干燥时间为6-10h。
10、优选的，步骤s3中，所述保护气包括：氩气(ar)、氮气(n2)中的任意一种。
11、优选的，步骤s3中，所述程序升温的升温速率为5-10℃/min；更优选为5℃/min、6℃/min、7℃/min、8℃/min、9℃/min、10℃/min。
12、优选的，步骤s3中，使用程序升温在500℃下焙烧2h，得到前驱体b1，再回火在700℃下焙烧2h，得到前驱体b2。
13、优选的，步骤s3中，使用程序升温在600℃下焙烧2h，得到前驱体b1，再回火在800℃下焙烧2h，得到前驱体b2。
14、优选的，步骤s3中，所述研磨、洗涤、干燥具体为：研磨至可过60-100目筛网，采用无水乙醇和水交替洗涤6-10次，置于60-80℃烘箱中干燥12-25h，得到该催化剂。
15、优选的，所述筛网为60目、70目、80目、90目、100目。
16、本专利技术的第二方面，提供一种类石墨烯纳米层状水处理催化剂，采用上述的类石墨烯纳米层状水处理催化剂的制备方法制得。
17、本专利技术的第三方面，提供了上述的类石墨烯纳米层状水处理催化剂在处理水中污染物中的应用。
18、优选的，所述应用包括以下步骤：向含有污染物的水中添加上述的催化剂和过一硫酸盐(pms)，并混合均匀。
19、优选的，所述污染物为有机污染物。
20、优选的，所述污染物包括：新污染物、药品、个人护理用品中的一种或多种。
21、优选的，所述新污染物包括：抗生素、工业染料、内分泌干扰物中的一种或多种。
22、具体的，所述新污染物包括但不限于罗丹明b(rhb)、亚甲基蓝(mb)、甲基橙(ao7)、双酚a(bpa)、环丙沙星(cip)、2-氯苯酚(2-cp)、布洛芬(ibu)、苯海拉明(dp)、苯妥英(pht)等。
23、优选的，水中新污染物的浓度≥10ppm；在处理水中新污染物时该催化剂的用量为0.6-1.4g/l，更优选为0.6g/l、0.7g/l、0.8g/l、0.9g/l、1.0g/l、1.1g/l、1.2g/l、1.3g/l、1.4g/l；pms的用量为1-8mm/l；更优选为1m/l、2m/l、3m/l、4m/l、5m/l、6m/l、7m/l、8m/l。
24、本专利技术的有益效果：
25、(1)本专利技术制得的催化剂为一种富有网格孔的类石墨烯纳米层状水处理催化剂，具有极大的比表面积，呈现多孔的片层状结构，使其活性组分极大地暴露在催化剂表面和内部。当其应用于催化降解水体中的有机污染物时，易与有机污染物和pms结合，不受空间位阻效应影响，为有机污染物和pms提供了充分与活性位点接触的机会，提高了催化降解有机污染物的效率，且pms能得到充分利用，利用率高，极大节约了有机污染物的处理能耗成本；另外不需要将水体的酸碱度(ph值)调至2-3这种苛刻条件，在中性室温条件下对于难降解的有机污染物即能具有很好的降解去除效果，且不会产生铁泥等固体异物，不需要异物清除装置。
26、(2)本专利技术制得的催化剂在去除有机污染物的过程中具有很好的稳定性，且其属于固体催化剂，易于与水分离，便于回收循环利用。
27、(3)本专利技术制得的催化剂不存在金属离子释放的问题，无金属泥产生的风险。
28、(4)本专利技术制备方法简单，设备要求低，易于工业化生产。
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1.一种类石墨烯纳米层状水处理催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的类石墨烯纳米层状水处理催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述双氰胺和抗坏血酸的摩尔比为1:(0.02-0.03)。
3.根据权利要求1所述的类石墨烯纳米层状水处理催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述醇溶液包括：甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的类石墨烯纳米层状水处理催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述保护气包括：氩气、氮气中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的类石墨烯纳米层状水处理催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述程序升温的升温速率为5-10℃/min。
6.根据权利要求1所述的类石墨烯纳米层状水处理催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述研磨、洗涤、干燥具体为：研磨至可过60-100目筛网，采用无水乙醇和水交替洗涤6-10次，置于60-80℃烘箱中干燥12-25h，得到该催化剂。
7.一种类石墨烯纳米层状水处理催化剂，其特征在于，采用权
8.根据权利要求7所述的类石墨烯纳米层状水处理催化剂在处理水中污染物中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，所述应用包括以下步骤：向含有污染物的水中添加如权利要求7所述的催化剂和过一硫酸盐，并混合均匀。
10.根据权利要求9所述的应用，所述污染物包括：罗丹明B、亚甲基蓝、甲基橙、双酚A、环丙沙星、2-氯苯酚、布洛芬、苯海拉明、苯妥英中的一种或多种。
...【技术特征摘要】
1.一种类石墨烯纳米层状水处理催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的类石墨烯纳米层状水处理催化剂的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述双氰胺和抗坏血酸的摩尔比为1:(0.02-0.03)。
3.根据权利要求1所述的类石墨烯纳米层状水处理催化剂的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述醇溶液包括：甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的类石墨烯纳米层状水处理催化剂的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述保护气包括：氩气、氮气中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的类石墨烯纳米层状水处理催化剂的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述程序升温的升温速率为5-10℃/min。
6.根据权利要求1所述的类石墨烯纳米层状...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕来，方谦，孙英涛，蔡璇英，李晨薇，罗泳翔，
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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