[发明专利]α-Fe2O3/火山岩催化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种α‑Fe₂O₃/火山岩催化剂的制备方法及其应用，α‑Fe₂O₃/火山岩催化剂的制备方法包括顺序进行的如下步骤：预处理过程、酸处理过程、原位负载过程和晶化保温过程；该方法充分利用火山岩中丰富的铁元素，将其进行原位改性，不需要外加铁源，该制备方法简单快捷、成本低、节能环保，实现了对火山岩资源的充分利用；本发明制备的α‑Fe₂O₃/火山岩催化剂具有较好的稳定性和分散性，可用于催化氧化酚类废水或印染废水，其催化体系中氧化剂利用率高，催化效果好。本发明适用于制备火山岩催化剂，应用于酚类或印染废水的处理。

技术领域

本发明属于废水处理领域，涉及一种催化剂催化氧化法酚类或印染废水，具体涉及α-Fe₂O₃/火山岩催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

含酚废水主要来自焦化厂、石化厂、树脂厂、绝缘材料厂、香料厂、塑料厂等。苯酚废水流入江河，对环境造成严重的污染。苯酚与生物细胞原浆中蛋白质接触时可发生化学反应，使细胞失去活力，对人们的身体健康形成不容忽视的威胁。目前，苯酚废水的治理手段有生物治理方法、物理处理方法以及化学治理方法。这些传统处理方法普遍存在污染环境、能耗高、成本高的缺点。

印染废水的原料基本上为苯系类、萘系类、蒽醌类、苯胺类及联苯胺类的化合物，且生产工艺中往往需要添加氯化物、溴化物、金属离子或高硫物质等，使得染料废水的成分十分复杂，对人体和环境的危害很大，由于其中的显色基团颜色很深，很难降解为小分子的无染色的有机物；其有机浓度很高且成分复杂，对治理方法的要求很高，其生化性能很差，所以传统的生化法很难处理染料废水。

近年来，新兴的高级氧化法（AOPs）被广泛应用在处理苯酚废水中，其中的Fenton反应可以有效的处理苯酚废水。芬顿法的实质是二价铁离子(Fe2+)、和双氧水之间的链反应催化生成羟基自由基，具有较强的氧化能力，可无选择氧化水中的大多数有机物，特别适用于生物难降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水的氧化处理。但传统Fenton技术反应过程中产生铁泥，需进一步分离处理，增加了后续处理的难度和成本。

杨岳主等通过浸渍法制备了负载于活性炭上的铁催化剂Fe /AC，Fe /AC催化过氧化氢处理苯酚废水1h，苯酚去除率为96.7%，TOC（即总有机碳）去除率为60%。（杨岳主，李玉平，杨道武，段锋，曹宏斌，铁铜催化剂非均相 Fenton 降解苯酚及机制研究，环境科学，2013，34（7）:2658-2663）。该方法制备的铁催化剂Fe /AC，Fe主要以无定形的多价态形式存在。虽然该方法可以有效处理苯酚废水，但是它需要使用硝酸铁作为外加铁源，成本高且不够绿色环保；另外，其制备方法时间长；第三，制得的催化剂处理苯酚废水时，过氧化氢利用率低，处理过程用时长。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明旨在提供一种α-Fe₂O₃/火山岩催化剂的制备方法及其应用，能够解决现有技术所存在的上述问题。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种α-Fe₂O₃/火山岩催化剂的制备方法，包括如下顺序进行的如下步骤：

（1）预处理过程：对火山岩进行粉碎、洗涤、筛分；

（2）酸处理过程：将处理后的火山岩放入烧杯中，加入等体积的盐酸，加热搅拌反应；

（3）原位负载过程：向步骤（2）所得溶液中加入无水乙醇，用氢氧化钠调节pH至碱性，充分混合反应；