[发明专利]负载多金属氧化物多孔吸附催化功能材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种负载多金属氧化物多孔吸附催化功能材料及其制备方法和应用，以多孔吸附材料为载体，通过浸渍法将钴盐、镍盐和铁盐负载于载体表面，通过干燥、焙烧活化形成催化氧化活性位点得到；该材料的组分和含量为：载体重量占总重量的百分比为90.0～99.0％，钴、镍、铁3种金属氧化物重量之和占总重量百分比为1.0～10.0％，其中钴、镍、铁摩尔比为1：(1～5)：(14～18)。该材料兼具高吸附能力以及催化氧化能力，与双氧水‑超声波结合，可通过吸附—催化氧化耦合处理微污染原水或废水深度处理。该材料通过吸附浓缩污染物，继而通过催化氧化和超声清洁实现吸附剂原位再生，具有良好的技术适用性和经济性。

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种负载多金属氧化物多孔吸附催化功能材料及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，内分泌干扰物(EDCs)、药品和个人护理用品(PPCPs)、致癌类多环芳烃(PAHs)及其他有毒物质等新兴污染物在污水及地表水、饮用水中被频繁检出。上述新兴污染物浓度极低，一般不会引发急性毒性效应，但对于生态系统来说，其长期累积毒性效应是不容忽视的。为解决水污染严重和水资源短缺这两大难题，开发出效率高、经济成本低的处理技术，对现有供排水系统的升级改造以实现新兴污染物的高效去除具有现实意义。

水深度处理常用技术包括吸附法、化学氧化法、纳滤\反渗透法。活性炭是废水处理中最常用的吸附剂，被用来去除各种有机污染物和有机碳，但活性炭再生困难，成本高。常见化学氧化法包括饮用水臭氧消毒工艺和工业废水的芬顿高级氧化工艺，但微克、纳克级的有机污染物浓度，造成氧化剂有效反应率低，药剂成本高。纳滤\反渗透法作为深度处理存在的主要问题是高浓度浓水处理及动力、膜更换成本高昂。上述技术分别存在吸附剂难以再生、氧化剂利用率低、膜折旧快等问题，很难达到满意的处理效果。因此，需要针对新兴污染物低浓度、难降解的特点，开发相应的污染物处理技术。

以活性炭为代表的多孔吸附材料，其多孔结构不仅提供了痕量污染物的吸附载体，亦可通过负载金属氧化物引入催化活性位点，作为催化氧化反应的催化剂。目前，此类材料功能单一，使用过程中易造成活性炭再生处置困难、催化氧化药剂消耗量大，难以满足迫切的深度水处理提标需求。因此，开发一种兼具吸附和催化氧化功能的负载多金属氧化物多孔吸附催化功能材料显得更加迫切和重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种负载多金属氧化物多孔吸附催化功能材料及其制备方法和应用，该材料具备多孔结构可吸附水中有机污染物，亦可诱发双氧水生成羟基自由基，通过水中低浓度污染物的吸附净化耦合催化氧化，实现吸附剂原位再生和污染物浓缩—高效催化氧化。

本发明的目的是提供一种负载多金属氧化物多孔吸附催化功能材料；

本发明的另一目的是提供上述负载多金属氧化物多孔吸附催化功能材料的制备方法；

本发明的再一目的是提供上述负载多金属氧化物多孔吸附催化功能材料的应用及应用工艺。

本发明上述目的是通过以下技术方案予以实现：

一种负载多金属氧化物多孔吸附催化功能材料，以多孔吸附材料为载体，通过浸渍法将钴盐、镍盐和铁盐负载于载体表面，通过干燥、焙烧活化形成催化氧化活性位点得到；所述负载多金属氧化物多孔吸附催化功能材料的组分和含量为：载体重量占总重量百分比为90.0～99.0％，钴、镍、铁3种金属氧化物重量之和占总重量百分比为1.0～10.0％，其中钴、镍、铁摩尔比为1：(1～5)：(14～18)。

所述多孔吸附材料为活性炭、凹凸棒石、分子筛或沸石。

所述钴盐为氯化钴或硫酸钴。

所述镍盐为硫酸镍、氯化镍或硝酸镍。

所述铁盐为氯化亚铁、氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁、硝酸亚铁或硝酸铁。