[发明专利]一种生物炭催化剂、铁碳催化剂及其应用

权利要求书

1.铁碳催化剂在处理含重金属和难降解有机污染物废水中的应用，其特征在于，所述铁碳催化剂由生物炭催化剂和铁粉依次经混合、压制、加热而成；以质量百分数计，铁碳催化剂中所述生物炭催化剂的添加量为15~20%；

所述生物炭催化剂，以生物炭为载体，负载稀土金属氧化物和Fe₃O₄；以质量百分数计，所述稀土金属氧化物的负载量为0.8~5%，粒径为10~100 nm；所述Fe₃O₄的负载量为5~15%，粒径为10~100 nm；

所述生物炭由秸秆炭化而成；其中，炭化温度为300~700℃，炭化时间为2~4 h；所述秸秆来源于小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗中的至少一种；所述稀土金属氧化物为氧化铈、氧化镧、氧化钕中的一种；

制备所述生物炭催化剂的方法，包括：

在惰性气体保护下，将生物炭加入含有稀土金属盐、Fe²⁺盐和Fe³⁺盐的溶液中，边搅拌边逐滴加入NaOH溶液至pH=10，继续搅拌反应，反应完成后，固液分离，将固相洗涤、干燥，制得所述生物炭催化剂；

所述生物炭过50~60目筛后，再加入含有稀土金属盐、Fe²⁺盐和Fe³⁺盐的溶液中；所述Fe³⁺盐与Fe²⁺盐的摩尔比为2 : 1；

所述重金属为Cd²⁺、总镍或总铜；所述难降解有机污染物为AOX类物质、苯胺类物质或硝基苯类物质。

2.一种含重金属和难降解有机污染物的废水的处理方法，其特征在于，包括：

（1）将权利要求1所述的铁碳催化剂加入含重金属和难降解有机污染物的废水中，进行还原反应，获得废水I；

（2）向所述废水I中添加氧化剂，并持续曝气，进行氧化反应，获得废水II；

（3）调节所述废水II的pH至碱性，添加絮凝剂，进行絮凝沉淀反应，获得出水。

3.如权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述氧化剂为H₂O₂，所述氧化剂的投加量为0.3~40 g/L。