[发明专利]废水降解催化材料及其制备方法与用途

权利要求书

1.一种制备废水降解催化材料的方法，其特征在于，所述废水降解催化材料包括载体、负载于所述载体上的活性组分和催化助剂铈锆固溶体；其中，所述载体为活性炭，所述活性组分为Co₃O₄；

所述方法包括如下步骤:

(1)载体预处理

将活性炭放入硝酸溶液中浸泡，而后取出，用蒸馏水洗涤至洗涤溶液为中性为止，烘干，得到预处理后的活性炭；

(2)活性组分在载体上的负载

将Co(NO₃)₂·6H₂O和NaNO₃加入至正己醇中搅拌混合，而后加入所述步骤(1)中制得的预处理后的活性炭浸泡，然后油浴加热回流，反应结束后自然冷却，得到负载有活性组分的载体，将负载有活性组分的载体取出，用蒸馏水、无水乙醇洗涤，烘干；

(3)催化助剂在载体上的负载

按催化助剂中铈、锆的摩尔比，称取铈盐、锆盐和尿素溶于去离子水中配成溶液A；

将负载有活性组分的载体加入至去离子水中进行研磨，得到平均粒度小于15微米的负载型载体的悬浮液B；

将溶液A与悬浮液B混合并进行水热反应，而后收集固相，所述固相经洗涤、干燥、焙烧，即制得所述废水降解催化材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述硝酸溶液的浓度为2.5～3.5mol/L，浸泡时间为20～26h，烘干温度为100～110℃，烘干时间为10～12h。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，

所述Co(NO₃)₂·6H₂O与所述NaNO₃的质量比为(1～4):(0.5～0.8)；

所述Co(NO₃)₂·6H₂O的质量份与所述正己醇的体积份之比为(0.1～0.4):200；

所述Co(NO₃)₂·6H₂O与所述预处理后的活性炭的质量比为(1～4):0.1；

所述质量份与所述体积份关系为g/mL。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，

所述油浴加热的温度为140～160℃，所述油浴加热的时间为10～16h；

所述烘干温度为100～110℃，所述烘干时间为10～12h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，

所述铈盐为硝酸铈或硝酸铈铵；所述锆盐为硝酸氧锆；所述铈盐与所述尿素的摩尔比为1:(1.5～2)；所述水热反应在水热反应釜中进行，所述水热反应温度为75～95℃，反应时间为1～2h；所述干燥温度为90～100℃，干燥时间为6～12h，焙烧温度为300～650℃，焙烧时间为1.5～2.5h。

6.一种由权利要求1～5任一项所述的制备方法制备得到的废水降解催化材料。

7.根据权利要求6所述的废水降解催化材料，其中，所述铈锆固溶体通式为Ce_xZr_1-xO₂，式中0.3≤x≤0.8。

8.根据权利要求6所述的废水降解催化材料，其特征在于，所述载体、所述活性组分与所述铈锆固溶体的质量比为100:(0.1～3.0):(2～10)。

9.根据权利要求6所述的废水降解催化材料在废水降解中的用途。