【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固废处理与催化剂，具体涉及一种以粉煤灰为载体的催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、我国是产煤和用煤的大国，平均每年有超过30％的煤炭用于燃煤发电，占全国发电总量的70％以上。粉煤灰是火力发电厂在发电过程中，由煤炭在1200-1700℃下高温燃烧时产生的副产品，平均每燃烧1t原煤，就会产生250-300kg的粉煤灰，而粉煤灰属于i类工业固体废弃物，也是中国工业固体废弃物中成分最复杂、数量最大的一种。
2、近年来，粉煤灰的资源化利用已经受到越来越多人的关注，对粉煤灰进行循环利用，将其变废为宝，对于减少环境污染是一项非常有意义的工作。目前，我国对粉煤灰的资源化利用研究尚浅，主要集中在建材、筑路、农业等领域，涉及粉煤灰的高附加值的应用依然较少，要想提高粉煤灰的利用率，实现高附加值应用，还需要从粉煤灰的组分、结构和性质出发，拓展其在其他领域的应用。
3、传统的芬顿氧化工艺是一种常用的有机废水处理工艺，但是该工艺存在一些问题，例如ph适用范围较为狭窄、h2o2的无效分解以及反应中产生的污泥的处理问题等，其中铁泥的处理已经成为限制芬顿技术实际应用的瓶颈问题。由于传统芬顿反应具有很大的局限性，研究人员提出了利用过渡金属及其氧化物来代替fe2+与h2o2发生类芬顿反应，将过渡金属或其他活性组分固定在载体的表面或孔洞内部，这样做不仅能减少活性组分的流失并保持催化剂的活性，还能有效减少传统芬顿反应中铁泥的产生。目前，粉煤灰一般作为一种吸附材料用于有机废水处理，但这种使用方法并没有完全利用粉煤灰的潜力。>
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的固废粉煤灰的处置以及有机废水处理过程中ph适用范围较为狭窄、h2o2的无效分解、处理过程中产生污泥等问题，提供一种以粉煤灰为载体的催化剂，该以粉煤灰为载体的催化剂具有很高的催化效率、有机废水的ph适用范围较宽且处理过程中减少了污泥的产生，同时还有效的利用固废粉煤灰。
2、为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种以粉煤灰为载体的催化剂，其特征在于，该催化剂包括载体和负载于载体上的活性组分；
3、所述载体为粉煤灰，所述活性组分为n掺杂的铜铝双金属氧化物。
4、本专利技术第二方面提供一种上述以粉煤灰为载体的催化剂的方法，该方法包括以下步骤：
5、(1)将铜盐、铝盐、含氮杂环化合物、粉煤灰和水混合后进行反应；
6、(2)将步骤(1)得到的物料进行固液分离，然后将固相产物进行煅烧。
7、优选地，步骤(1)中，以金属计，铜盐和铝盐的用量的摩尔比为4-6:5。
8、优选地，步骤(1)中，铜盐和含氮杂环化合物的用量的重量比为1:1-2.5，其中，铜盐以金属计。
9、优选地，所述含氮杂环化合物选自2,1,3-苯并噻二唑或二甲基咪唑。
10、优选地，步骤(1)中，铜盐和粉煤灰的用量的重量比为1:2-8，其中，铜盐以金属计。
11、优选地，步骤(1)中，反应的条件包括：温度为15-25℃，时间为20-24h。
12、优选地，步骤(1)中，粉煤灰的粒径≤75目。
13、优选地，步骤(1)还包括采用酸性溶液对粉煤灰进行预处理。
14、优选地，步骤(2)中，煅烧的条件包括：温度为400-500℃，时间为2-6h。
15、本专利技术第三方面提供上述方法制备的以粉煤灰为载体的催化剂。
16、本专利技术第四方面提供上述以粉煤灰为载体的催化剂在有机废水中的应用。
17、本专利技术第五方面提供一种处理有机废水的方法，该方法包括在上述以粉煤灰为载体的催化剂的存在下将过氧化氢与有机废水进行混合。
18、优选地，有机废水的ph值为3-11。
19、与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有如下优点：
20、(1)本专利技术所述的以粉煤灰为载体的催化剂在过氧化氢的存在下处理有机废水时，其催化效率高，这是由于铜铝金属间的原电池效应会诱发体系电子极化分布，从而形成富电子铜中心和缺电子铝中心，h2o2能够在富电子铜位点发生还原反应产生·oh，从而避免h2o2发生氧化反应产生不能直接降解污染物的o2，提高了h2o2的利用效率。同时，在铜铝双金属氧化物中掺杂的n原子可以与铜位点配位形成铜-n活性位点，n作为活性位点中标准电极电位最高的元素，又可以降低铜位点周围电子云的密度从而促进污染物与催化剂之间形成配体络合物，进而提高体系内电荷从污染物向催化剂转移的速率，并且，铜-n活性位点中的n在反应过程中可以通过静电力吸附污染物，从而增加污染物与h2o2的接触机会，进而提高污染物的降解速率。
21、(2)本专利技术所述的以粉煤灰为载体的催化剂在过氧化氢的存在下处理有机废水时ph值适用范围较宽，具体的ph范围为3-11，处理过程中还减少了污泥的产生；
22、(3)本专利技术所述的方法制备以粉煤灰为载体的催化剂可以有效的处置固废粉煤灰，有利于环境的保护，同时该方法操作简单高效。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种以粉煤灰为载体的催化剂，其特征在于，该催化剂包括载体和负载于载体上的活性组分；
2.一种制备以粉煤灰为载体的催化剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，以金属计，铜盐和铝盐的用量的摩尔比为4-6:5；
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，反应的条件包括：温度为15-25℃，时间为20-24h。
5.根据权利要求2-4中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，粉煤灰的粒径≤75目；
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，煅烧的条件包括：温度为400-500℃，时间为2-6h。
7.权利要求2-6中任意一项所述的方法制备的以粉煤灰为载体的催化剂。
8.权利要求1或7所述的以粉煤灰为载体的催化剂在有机废水中的应用。
9.一种处理有机废水的方法，其特征在于，该方法包括在权利要求1或7所述的以粉煤灰为载体的催化剂的存在下将过氧化氢与有机废水进行混合。
10.根据权利要求
...【技术特征摘要】
1.一种以粉煤灰为载体的催化剂，其特征在于，该催化剂包括载体和负载于载体上的活性组分；
2.一种制备以粉煤灰为载体的催化剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，以金属计，铜盐和铝盐的用量的摩尔比为4-6:5；
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，反应的条件包括：温度为15-25℃，时间为20-24h。
5.根据权利要求2-4中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，粉煤灰的粒径≤75目；
【专利技术属性】
技术研发人员：闫敏，张现春，刘永增，冯立新，丛玮，张波，李敏，
申请(专利权)人：国能龙源环保泰州有限公司，
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。