[发明专利]一种基于铁铝催化的金属载体材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于铁铝催化的金属载体材料及其制备方法，属于水处理技术领域。该材料的制备方法为先选取含铁量为96～97％海绵铁和氧化铝两种材料；然后用粉碎机将上述材料分别粉碎成100～200目的细粉，之后将两种金属材料混匀；接着在温度为1500℃条件下加入异氰酸酯到上述混合粉末材料中，待进入发泡阶段时融入纳米凹凸棒；反应10min后，加入二甲基硅油，搅拌20min，冷却至室温；将冷却材料通过粉碎机粉碎到20～150目颗粒，即得到本发明所述的基于铁铝催化的金属载体材料。本发明的催化金属载体材料比表面积大、反应活性高、无污染、适用范围广且廉价易得。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种基于铁铝催化的金属载体材料及其制备方法。

背景技术

使用还原性的零价铁去除水体中的污染物是最近几年发展起来的一种污染治理新技术。研究表明零价铁不仅能够置换出排在其金属活动性顺序表之后的金属离子，还能将氧化性较强的化合物还原。液相中的Fe0作为电子供体，而水体中的污染物作为电子受体，Fe0被还原成Fe²+或者Fe³+，其腐蚀过程产生的H2。零价铁同时具有很高的还原电势电位，它可以将大多数氯代烃类有机物还原为毒性较低的小分子有机物，同时可以有效的还原高价态的重金属物质，除此之外，还是很好的催化剂，已经广泛的运用于高级氧化技术中的Fenton体系或者是类Fenton体系中。虽然关于使用零价铁去除水体中污染物的研究报道很多，但是通过研究发现使用单金属去除污染物存在许多不足之处，具体包括:(1)反应速率较慢；(2)单金属容易失活；(3)对污染物的去除效果与pH密切相关；(4)对难降解污染物的去除率低。

为了提高零价铁的活性，通常会把如Pd,Cu,Ni,Ag,Pt和Pb这类金属催化剂掺入零价铁形成活性更大的双金属体系，且很多双金属体系都被证明可以高效去除水中的氯代有机物、硝基和偶氮化合物、非金属含氧酸盐以及重金属。然而，在这些常作为催化剂掺入零价铁的金属中，Pd,Pt,Ag是贵金属，而Cu,Ni和Pb则是有毒重金属。所以，虽然目前Pd/Fe,Cu/Fe,Ni/Fe,Pt/Fe,Ag/Fe和Pb/Fe等双金属在去除污染物方面的效果良好，但其高昂的成本和潜在的环境毒性驱使人们不得不寻找一种性价比高且毒性小的金属替代目前常用的这些金属。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种比表面积大、反应活性高、无污染、适用范围广且廉价易得的铁铝催化的金属载体材料。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供了一种基于铁铝催化的金属载体材料，该材料由以下按重量份数计的原料组成：

其中，所述的海绵铁中的碳含量为0.5-1％；

优选地，该材料由以下按重量份数计的原料组成：

其中，所述的海绵铁中的碳含量为0.5-1％。

本发明的另一目的是还提供了一种基于铁铝催化的金属载体材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

A、选取含铁量为96～97％海绵铁和氧化铝两种材料，剔除各自的杂质；

B、用粉碎机将上述步骤A中两种材料分别粉碎成100～200目的细粉，之后将两种粉碎后的金属材料细粉混匀；

C、在温度为1500℃条件下加入异氰酸酯到B步骤中的两种细粉混合物中，待进入发泡阶段时融入纳米凹凸棒土；

D、待步骤C反应10min后，加入二甲基硅油，搅拌20min，冷却至室温；

E、将D步骤中的冷却材料通过粉碎机粉碎到20～150目颗粒；