[发明专利]具有Fe/Cu双金属的多孔催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了具有Fe/Cu双金属的多孔催化剂及其制备方法和应用。所述多孔催化剂包括煤矸石骨架以及原位生成于所述煤矸石骨架上的Fe/Cu双金属。研究发现，煤矸石的主要成分包括SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO等，其中，SiO₂和Al₂O₃构成煤矸石的主体骨架，而Fe₂O₃的含量可以高达10％以上。本申请的申请人以煤矸石为铁源，在煤矸石骨架上原位生成Fe/Cu双金属，具有以下的优势：(1)合理利用煤矸石，实现废物利用；(2)煤矸石的骨架具有较高的比表面积，可以为Fe/Cu双金属提供较多的活性位点，从而使Fe/Cu双金属充分与与之反应的物质相接触，提升反应效率。

技术领域

本发明涉及催化活化过氧乙酸进行水处理的技术领域，具体而言，涉及具有Fe/Cu双金属的多孔催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

磺胺甲恶唑是一种普遍使用的磺胺类抗菌药物，广泛应用于医疗、养殖等行业。近年来，我国部分地表水、地下水中检出的磺胺甲恶唑浓度已逾ng/L水平。磺胺甲恶唑具三致作用，且能诱导抗性基因的扩散，影响微生物种群结构，对水生生物和人体健康造成威胁，有必要采用绿色高效的技术予以净化。目前，磺胺甲恶唑的去除技术主要包括吸附、生物降解、高级氧化等。其中，高级氧化技术处理效率高、二次污染小、管理运行方便且污染物矿化率高，具有显著优势。

煤矸石作为一种煤炭伴生固废，在煤炭开采洗选、加工生产过程中大量产生。煤矸石每年产量约占煤炭开采量的10～25％，但由于利用率低，目前堆存量已达50多亿吨，不仅占用大量土地资源，亦对环境造成严重威胁。目前，在去除水中磺胺类抗菌药物的领域中尚无煤矸石的应用，因此，将煤矸石应用于水中磺胺类抗菌药物的去除，是一种实现“以废治废”，资源化利用煤矸石的新思路。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种合理利用煤矸石的具有Fe/Cu双金属的多孔催化剂及其制备方法和应用。

为了实现上述目的，本发明首先提供了具有Fe/Cu双金属的多孔催化剂，所述多孔催化剂包括煤矸石骨架以及原位生成于所述煤矸石骨架上的Fe/Cu双金属。

研究发现，煤矸石的主要成分包括SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO等，其中，SiO₂和Al₂O₃构成煤矸石的主体骨架，而Fe₂O₃的含量可以高达10％以上。本申请的申请人以煤矸石为铁源，在煤矸石骨架上原位生成Fe/Cu双金属，具有以下的优势：(1)合理利用煤矸石，实现废物利用；(2)煤矸石的骨架具有较高的比表面积，可以为Fe/Cu双金属提供较多的活性位点，从而使Fe/Cu双金属充分与与之反应的物质相接触，提升反应效率。