[发明专利]一种用于甲基橙废水处理的固体酸Fenton催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种印染废水处理技术，尤其是一种有机污染物处理的固体酸Fenton催化剂的制备方法。

 

背景技术

随着染料与印染工业的发展，印染废水已成为当前最主要的水体污染源之一。对印染工业废水的处理一直是国内外废水处理领域的一大难题。目前研究处理的主要方法有：Fenton试剂催化氧化法，臭氧氧化法，光催化氧化法等。Fenton 试剂催化氧化法因其具有高效、广谱性等特点，适合于处理高浓度、难降解的有机废水，成为环境水处理的重要工艺方法之一。

目前，大量对印染工业废水的处理研究是在普通均相Fenton催化氧化法的基础上，针对均相Fenton催化氧化法存在的问题展开。通过活性组分固载化及与其它特殊场（如光、电、超声等）相结合，逐渐发展成一系列特殊的有机物处理方法——类Fenton法[1-9]，如非均相类Fenton法、光Fenton法、电Fenton法等方法。

文献检索表明，国内已有较多非均相Fenton催化剂的制备及用于染料废水处理的研究报道。这些现有技术，虽然在解决催化剂活性组分流失及氧化剂大量消耗问题上做了大量工作并取得了一定的成果，但是其中很多催化氧化反应受溶液pH值影响很大，在反应过程中仍需通过加酸调节pH值才能使反应体系具有较大的有机物降解率。因此液体酸消耗量大，设备腐蚀，H2O2利用率低，环境污染严重等问题依然没能很好解决。

故现有技术中仍然存在采用传统均相Fenton体系催化剂试剂导致活性组分易流失，液体酸消耗量大，环境污染的问题。故如何设计一种新的催化剂解决此问题，成为领域人员研究方向。

 

发明内容

针对上述现有技术不足，本发明要解决的技术问题是：怎样提供一种用于甲基橙废水处理的固体酸Fenton催化剂的制备方法，使得采用本方法制得的催化剂在使用时，能够解决传统传统非均相Fenton催化氧化过程活性组分流失，液体酸消耗量大，设备腐蚀，环境污染严重等问题。

为了解决上述技术问题，本发明中采用了如下的技术方案：

一种用于甲基橙废水处理的固体酸Fenton催化剂的制备方法，其特点在于，包括以下步骤：a、采用颗粒状的生物质为原料，加入浓硫酸在约120℃温度下进行碳化，其中所述生物质为淀粉、葡萄糖或β-环糊精，加入浓硫酸体积与生物质质量的比例为2-0.4ml/g；b、将碳化后材料冷却至室温，用蒸馏水洗涤，再用高于80℃的热水洗涤，直到上清液中检测不到SO4^2-离子；c、将洗涤后材料在110℃温度下干燥，研磨，得到黑色的固体酸碳材料；d、加入活性组分                                                ，在室温下浸渍10-15h，然后用去离子水反复洗涤 3 次；e、将得到的固体在110℃下干燥8-10h；f、干燥后固体在300-700℃温度焙烧1-10h时间后，冷却至室温, 得到相应固体酸非均相Fenton催化剂。

本申请中制备催化剂是以一定粒度的生物质（葡萄糖、特别是多孔淀粉、β-环糊精）为原料，首先直接通过硫酸炭化制备固体酸碳材料，再通过负载活性组分的硝酸盐，经干燥、焙烧，合成表面具有一定酸性的载铁固体酸非均相Fenton催化剂。

通过本方法制得的非均相Fenton催化氧化体系降解染料，由于催化剂表面具有一定酸性，反应体系不需加酸调节即有很高的催化氧化有机物活性，克服普通Fenton试剂法使用大量硫酸调节溶液pH值的缺陷；催化剂表面呈酸性使反应体系吸附的H₂O₂更稳定，自身分解速率减小，在催化剂作用下产生更多·0H 自由基，H₂O₂的利用率提高；活性组分铁以氧化物形式固载在催化剂上，可有效的防止活性组分的流失。