申請日2016.05.27
公開(公告)日2016.09.28
IPC分類號B01J32/00; B01J21/18; B01J21/06; C02F1/72
摘要
本發(fā)明涉及一種污水處理用催化劑載體材料的制備方法，通過使用廢棄的植物基生物質(zhì)制備活性炭，活性炭制備率高。并且結(jié)合二氧化鈦以及氧化鋁以此制得的催化劑載體材料，性能穩(wěn)定，可以穩(wěn)固的負(fù)載催化劑，促使催化劑可以更加有效，穩(wěn)定的催化污水，提高污水凈化的效率。
權(quán)利要求書
1.一種污水處理用催化劑載體材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)活性炭的制備：將100份植物基生物質(zhì)粉碎后，與150-200份含氮磷酸鹽混合，成炭后，與120-160份化學(xué)活化劑浸漬，升溫活化制得活性炭;
(2)將制得的活性炭研磨后，取活性炭與乙酸、無水乙醇以及去離子水混合均勻，其中乙酸、無水乙醇以及去離子水的體積比為4：35：10，滴加少量鹽酸調(diào)節(jié)pH小于或等于4，劇烈攪拌下滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的鈦酸四丁酯的乙醇溶液，滴加完成后，室溫下靜置48h，待液體凝固，之后在120℃溫度下充分干燥，研磨成粉后，在650℃溫度下焙燒4小時(shí);
(3)將焙燒后的活性炭-二氧化鈦混合物加入無定形氧化鋁中，混合物成膠后經(jīng)老化、洗滌、干燥后得催化劑載體材料，其中氧化鋁占該催化劑載體材料的20%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理用催化劑載體材料的制備方法，其特征在于：所述植物基生物質(zhì)包括但不限于木屑、竹屑、秸稈、玉米芯、核桃殼、甘蔗渣或酒糟中的一種或多種混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理用催化劑載體材料的制備方法，其特征在于：所述化學(xué)活化劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、磷酸或碳酸鉀中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理用催化劑載體材料的制備方法，其特征在于：所述含氮磷酸鹽為三聚氰胺磷酸鹽、三聚氰胺聚磷酸鹽、磷酸銨或聚磷酸銨中的一種或多種混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理用催化劑載體材料的制備方法，其特征在于：所述步驟1中浸漬的時(shí)間為36-48h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理用催化劑載體材料的制備方法，其特征在于：所述乙酸、無水乙醇以及去離子水的體積比為4:35:10。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理用催化劑載體材料的制備方法，其特征在于：所述去離子水與鈦酸四丁酯的體積比為1:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理用催化劑載體材料的制備方法，其特征在于：所述活性炭的質(zhì)量與鈦酸四丁酯的體積比為0.78-1g/ml。
說明書
一種污水處理用催化劑載體材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及材料制備領(lǐng)域，特別是一種污水處理用催化劑載體材料的制備方法。
背景技術(shù)
隨著人們對于環(huán)境保護(hù)的越來越關(guān)注，各國關(guān)于環(huán)保的法規(guī)也越來越嚴(yán)格，污水達(dá)標(biāo)排放的指標(biāo)控制的越來越高。在這種形式下，對污水進(jìn)行凈化處理成為了生產(chǎn)的必需流程。廢水的催化氧化處理是一種操作簡單，凈化效率高的處理方式，受到了人們越來越多的重視和采用。
廢水的催化氧化處理方法有：催化濕式氧化、電解催化氧化、光催化氧化以及高級氧化等。在對廢水進(jìn)行催化氧化處理的過程中，制備具有高活性組分、高強(qiáng)度以及穩(wěn)定性好的催化劑可以使廢水的凈化效果更加理想，對反應(yīng)條件的要求也更低，節(jié)省了廢水處理的能源消耗，降低了廢水處理的成本。
廢水催化氧化處理中催化劑主要分為均相催化劑和多相固體催化劑兩類。均相催化劑主要包含F(xiàn)enton試劑以及鐵、銅、猛、鈷等金屬離子，該類催化劑可以將廢水中的有機(jī)組分、氨氮以及硫化物等氧化成低分子酸、氮?dú)夂土蛩猁}等，從達(dá)到廢水脫除碳、氮、硫的處理效果。均相氧化催化劑制備和使用過程簡單，但是其中的活性組分在廢水中易溶解、分散，無法重復(fù)利用，消耗量大。
多相固體催化劑主要是以活性炭、無定形氧化鋁、二氧化鈦以及分子篩等為載體，負(fù)載堿金屬、堿土金屬、過渡金屬或貴金屬中的一種或多種金屬離子催化劑。這其中活性炭是使用最廣的載體，以其性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸堿、耐熱等優(yōu)良性質(zhì)廣受人們的青睞。
活性炭的制取方法可以分為兩大類，化學(xué)活化法以及物理活化法�；瘜W(xué)活化法是利用原料經(jīng)過不同的化學(xué)藥品處理后在一定溫度下進(jìn)行熱加工;物理活化法是利用炭在高溫的條件下與多種氣體進(jìn)行有效的控制燒失。傳統(tǒng)的活性炭一般煤炭為原料制取，隨著煤炭資源的日益減少，尋找一種新型的制備原料成為目前研究的焦點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種污水處理用催化劑載體材料的制備方法，通過使用廢棄的植物基生物質(zhì)制備活性炭，活性炭制備率高。并且以此制得的催化劑載體材料，性能穩(wěn)定，可以穩(wěn)固的負(fù)載催化劑，促使催化劑可以更加有效，穩(wěn)定的催化污水，提高污水凈化的效率。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種污水處理用催化劑載體材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)活性炭的制備：將100份植物基生物質(zhì)粉碎后，與150-200份含氮磷酸鹽混合，成炭后，與120-160份化學(xué)活化劑浸漬，升溫活化制得活性炭;
(2)將制得的活性炭研磨后，取活性炭與乙酸、無水乙醇以及去離子水混合均勻，其中乙酸、無水乙醇以及去離子水的體積比為4：35：10，滴加少量鹽酸調(diào)節(jié)pH小于或等于4，劇烈攪拌下滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的鈦酸四丁酯的乙醇溶液，滴加完成后，室溫下靜置48h，待液體凝固，之后在120℃溫度下充分干燥，研磨成粉后，在650℃溫度下焙燒4小時(shí);
(3)將焙燒后的活性炭-二氧化鈦混合物加入無定形氧化鋁中，混合物成膠后經(jīng)老化、洗滌、干燥后得催化劑載體材料，其中氧化鋁占該催化劑載體材料的20%。
優(yōu)選的，所述植物基生物質(zhì)包括但不限于木屑、竹屑、秸稈、玉米芯、核桃殼、甘蔗渣或酒糟中的一種或多種混合物。
優(yōu)選的，所述化學(xué)活化劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、磷酸或碳酸鉀中的一種。
優(yōu)選的，所述含氮磷酸鹽為三聚氰胺磷酸鹽、三聚氰胺聚磷酸鹽、磷酸銨或聚磷酸銨中的一種或多種混合物。
優(yōu)選的，所述步驟1中浸漬的時(shí)間為36-48h。
優(yōu)選的，所述乙酸、無水乙醇以及去離子水的體積比為4:35:10。
優(yōu)選的，所述去離子水與鈦酸四丁酯的體積比為1:1。
優(yōu)選的，所述活性炭的質(zhì)量與鈦酸四丁酯的體積比為0.78-1g/ml。
本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明所述的活性炭由廢棄的植物基生物質(zhì)來制備活性炭，植物基生物質(zhì)中的主要成為為纖維素、半纖維素以及木質(zhì)素等，通過加入含氮磷酸鹽將其在升溫過程中催化成活性炭，提高了活性炭的產(chǎn)率。并且將廢物重新利用，減少了廢物的排放，節(jié)約了資源。制備出的活性炭與二氧化鈦以及氧化鋁相結(jié)合，可以給污水氧化催化劑提供大量的吸附位點(diǎn)，可以穩(wěn)定的負(fù)載催化劑，使催化劑可以更加穩(wěn)定，有效的進(jìn)行催化反應(yīng)。
