一种水热炭高分散负载铜催化剂及其制备方法和应用技术

本申请提出了一种水热炭高分散负载铜催化剂及其制备方法和应用，涉及催化剂技术领域。以植物生物质为碳源、硝酸铜为铜源，碱性水溶液调节pH值，通过水热碳化法将铜负载在水热炭上，得到水热炭高分散负载铜催化剂；并以此为催化剂活化双氧水对抗生素废水进行催化降解处理。本申请采用水热法制备负载型铜催化剂，利用水热过程中植物生物质上大量的含氧官能团提高对铜在其表面的分散性和稳定性，利用水热炭形成过程中持久性自由基的还原性得到具有还原态的金属组分，提升对双氧水的活化和活性氧物种的产生，进一步提高对抗生素的高效降解与安全转化。此外，选用废弃物作为载体原材料，变废为宝、廉价易得、制备过程简单，适合大规模的工业生成。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及催化剂，具体而言，涉及一种水热炭高分散负载铜催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

1、抗生素由于其具有生物毒性对生态系统和人体健康产生威胁，水中抗生素亟待安全处置。目前常用处理技术有物理法、生物法和化学法。物理法(如纳滤、吸附等)只能将抗生素从水中分离出来，仍需进一步处理，不能从根本上解决抗生素污染问题。由于抗生素对微生物具有生物毒性，传统生物处理方法很难将其有效降解。

2、针对水中抗生素这类新型污染物引起的有机污染问题，异相芬顿技术因为氧化能力强、双氧水分解无二次污染等特点一直是高级氧化
的研究热点。然而，块状过渡金属及其氧化物存在离子溶出高导致二次污染的问题，负载型过渡金属催化剂既可以降低过渡金属的使用量，也可以稳定金属组分。其中载体的选择极为关键，不仅需要控制载体成本，而且以制备过程简便为宜。

3、生物炭是以废弃生物质为原料，是一种来源广泛且成本低廉的新型碳基材料，因其具有丰富的孔隙结构和表面活性基团而被大量研究。制备方法包括高温热解法和水热炭化法。目前，较多的研究集中在通过高温煅烧法制备金属负载型生物炭，但制本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种水热炭高分散负载铜催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：以植物生物质为碳源、硝酸铜为铜源，碱性水溶液调节pH值，通过水热碳化法将铜负载在水热炭上，得到水热炭高分散负载铜催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种水热炭高分散负载铜催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种水热炭高分散负载铜催化剂的制备方法，其特征在于，所述S1步骤中的植物生物质包括豆杆、秸秆、橘皮、锯木屑和玉米芯中的至少一种；所述碱性水溶液的浓度为0.5-2.0mol/L，所述碱性水溶液包括NaOH水溶液或KOH水溶液。

4.根...

【技术特征摘要】

1.一种水热炭高分散负载铜催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：以植物生物质为碳源、硝酸铜为铜源，碱性水溶液调节ph值，通过水热碳化法将铜负载在水热炭上，得到水热炭高分散负载铜催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种水热炭高分散负载铜催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种水热炭高分散负载铜催化剂的制备方法，其特征在于，所述s1步骤中的植物生物质包括豆杆、秸秆、橘皮、锯木屑和玉米芯中的至少一种；所述碱性水溶液的浓度为0.5-2.0mol/l，所述碱性水溶液包括naoh水溶液或koh水溶液。

4.根据权利要求3所述的一种水热炭高分散负载铜催化剂的制备方法，其特征在于，所述s1步骤中cu(no3)2·3h2o与植物生物质的质量比为(0.4-1)：1，cu(no3)2·3h2o与naoh的质量比为(0.12-1)：1或cu(no3)2·3h2o与koh的质量比为(0.09-0.7)：1；所述cu(no3)2·3h2o与乙二醇的质量比为(0.01-0.09)：1。

5.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：田亚洋，黄文意，白如生，赵媛，陈涛，周学文，李向华，
申请(专利权)人：湖北科技学院，
类型：发明
国别省市：