[发明专利]一种微波制备类芬顿催化剂并同步再生活性炭的方法及应用

说明书

本发明属于功能材料与环保技术领域，特别涉及一种微波制备类芬顿催化剂并同步再生活性炭的方法及应用，本发明使用廉价的铁盐和壳聚糖等为原材料，利用微波再生活性炭产生的热量，迅速碳化壳聚糖前驱体，大幅节省了催化剂制备的能耗和时间；本发明得到的类芬顿催化剂主要由纳米四氧化三铁颗粒和不定形碳构成，具有较强的磁性、机械强度、化学稳定性以及较好的催化活性；本发明工艺简单、能耗低、效率高，再生活性炭的同时，辅助制备出高效、稳定、廉价的类芬顿催化剂，在环保领域具有广阔应用前景。

技术领域

本发明属于功能材料与环保技术领域，特别涉及一种微波制备类芬顿催化剂并同步再生活性炭的方法及应用。

背景技术

电催化氧化法、光催化法、臭氧氧化法、湿式氧化法、芬顿法、类芬顿法等高级氧化技术能分解并矿化绝大部分有机物，对难降解有机物有较好去除效果。其中，非均相类芬顿法将催化剂负载在稳定的基体上，具有pH使用范围宽、药剂投加量少、使用条件温和、降解效率高等优点。但是，目前类芬顿催化剂主要以粉末状的纳米颗粒为主，并且为了提高催化活性，通常掺有Cu、Ni、Co等重金属元素。该类催化剂虽然具有较大的比表面积和较高的催化活性，但在实际使用过程中难以回收，且流失后容易造成纳米污染和重金属污染。同时，传统的催化剂制备和再生方法，通常面临着热处理时间较长、需要气氛保护、以及过程能耗较高等问题。

发明内容

本发明解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种微波制备类芬顿催化剂并同步再生活性炭的方法及应用。

为解决上述问题，本发明的技术方案如下：

一种微波制备类芬顿催化剂并同步再生活性炭的方法，包括以下步骤：

将类芬顿催化剂前驱体与吸附了有机物的活性炭混合放入微波反应器中反应。

优选地，所述类芬顿催化剂前驱体为壳聚糖/Fe(OH)₃干凝胶微球。

优选地，所述微波反应功率为600～800W；时间为2～5min。

优选地，微波反应后，用磁铁将类芬顿催化剂与活性炭分离。

优选地，所述类芬顿催化剂前驱体的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将壳聚糖和铁盐、有机酸水溶液混合，制得溶胶A；

步骤2，将溶胶A逐滴滴入碱性水溶液中，得到壳聚糖/Fe(OH)₃凝胶微球；

步骤3，将所述壳聚糖/Fe(OH)₃凝胶微球洗涤烘干，制得壳聚糖/Fe(OH)₃干凝胶微球。

优选地，所述步骤1中，溶胶A中铁元素和壳聚糖的质量比为1:(5～7)。

优选地，所述步骤1中，溶胶A中壳聚糖的质量分数为0.5～5％。

优选地，所述步骤1中，所述铁盐为FeCl₃、FeNO₃、Fe₂(SO₄)₃中任意一种或多种。

优选地，所述步骤1中，所述有机酸可为甲酸、乙酸、柠檬酸、草酸中任意一种或多种。

上述类芬顿催化剂可用于废水中有机物的降解。如用于处理含染料、磺胺甲恶唑、盐酸四环素以及双酚A等废水。

相对于现有技术，本发明的优点如下，