[发明专利]一种可再生含酚有机废水催化吸附材料的制备方法及应用

说明书

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种可再生含酚有机废水催化吸附材料的制备方法及应用。本催化剂以活性炭为载体并采用过渡金属做为吸附材料的活性组分，通过浸渍‑高温煅烧两步法合成该复合材料，金属之间协同作用提高了该材料的催化吸附性能。同时，该吸附材料具有较大的比表面积可以达到985.83m²/g，并通过加入双氧水与活性组分反应生成·OH将吸附上的含酚有机物氧化，使该催化吸附材料再生，能有重复利用具有可持续性，能够大规模使用于含酚有机废水的降解。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种可再生含酚有机废水催化吸附材料的制备方法及应用。

背景技术

随着化学工业的迅速崛起，对水资源污染尤其以酚类物质为代表的有机污染物的排放量始终居于前列。酚类化合物作为常见的化工原料，在诸如冶金、机械制造、玻璃、石油化工、木材纤维、医药、农药、油漆等许多领域排出的废水中均含有酚。由于苯酚及其衍生物难以自然降解或分解且毒性较强，可以威胁到一切生物。因而，有效治理含酚污水，是中国水环境工作中刻不容缓的艰巨任务。

当前对含酚工业废水处理技术大致分可为物理法、化学法和生物法3大类。生物法在该领域应用范围广、其处理量大、成本低但酶类化合物对微生物的毒害和抑制作用，因而只能用于处理较低浓度的酚类；化学法主要是引入氧化剂或其他化学试剂，在一定条件下使苯酚氧化或分解，但其工艺复杂、成本较高；吸附法是利用吸附剂对废水中的污染物的吸附作用去除污染物，吸附剂是多孔性物质，具有很大的比表面积，而活性炭的无定形结构及表面上丰富的含氧官能团，使其能够快速吸附有机物，是目前最有效的吸附剂之一，能有效地去除废水的色度和COD。但是当前市场上以活性炭作为吸附剂的吸附效率不高且无法持续使用，因此开发一种高吸附性能且能够再生的新型吸附剂具有广阔的应用市场空间。

发明内容

针对目前市场上以活性炭作为吸附剂的吸附效率不高且无法持续使用问题本发明提供了一种可再生含酚有机废水催化吸附材料的制备方法及应用。

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种可再生含酚有机废水催化吸附材料，包括载体和活性组分，所述载体为活性炭，所述活性组分为金属合金颗粒，活性组分填充在载体的介孔中。

一种可再生含酚有机废水催化吸附材料的制备方法，包括以下步骤：将活性炭载体在金属盐溶液中充分浸渍，得到复合材料，将浸渍后的复合材料干燥；再在还原气氛下于管式炉中进行煅烧，得到可再生含酚有机废水催化吸附材料。

进一步，所述金属盐溶液为含有过渡金属Fe、Ni、Co、Cu、Ti、Ru或Mn中的一种或者两种以上的金属盐溶液；当含有两种过渡金属的比例为0.1～20:1～10；当含有三种过渡金属的比例为0.1～20:2～10:0.01～5。

进一步，所述活性炭为煤质活性炭、木质活性炭、合成材料活性炭或沥青基微球活性炭(O)中的一种。

进一步，所述煤质活性炭包括柱状煤质颗粒活性炭(CE)、破碎煤质颗粒活性炭(CG)、粉状煤质颗粒活性炭(CP)及球形煤质颗粒活性炭(CS)；

所述木质活性炭包括柱状木质颗粒活性炭(WE)、破碎状木质颗粒活性炭(WG)、粉状木质颗粒活性炭(WP)及球形木质颗粒活性炭(WS)；

所述合成材料活性炭包括柱状合成材料颗粒活性炭(MsE)、破碎状合成材料颗粒活性炭(MsG)、粉状合成材料颗粒活性炭(MsP)、成形活性炭(M)、球形合成材料颗粒活性炭(MsS)、布类合成材料活性炭(MsW)及毡类合成材料活性炭(MsF)。

进一步，所述还原气氛为H₂或者H₂与惰性气体的任意组合。