申请日2016.05.27
公开(公告)日2016.09.28
IPC分类号B01J32/00; B01J21/18; B01J21/06; C02F1/72
摘要
本发明涉及一种污水处理用催化剂载体材料的制备方法，通过使用废弃的植物基生物质制备活性炭，活性炭制备率高。并且结合二氧化钛以及氧化铝以此制得的催化剂载体材料，性能稳定，可以稳固的负载催化剂，促使催化剂可以更加有效，稳定的催化污水，提高污水净化的效率。
权利要求书
1.一种污水处理用催化剂载体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)活性炭的制备：将100份植物基生物质粉碎后，与150-200份含氮磷酸盐混合，成炭后，与120-160份化学活化剂浸渍，升温活化制得活性炭;
(2)将制得的活性炭研磨后，取活性炭与乙酸、无水乙醇以及去离子水混合均匀，其中乙酸、无水乙醇以及去离子水的体积比为4：35：10，滴加少量盐酸调节pH小于或等于4，剧烈搅拌下滴加质量分数为20%的钛酸四丁酯的乙醇溶液，滴加完成后，室温下静置48h，待液体凝固，之后在120℃温度下充分干燥，研磨成粉后，在650℃温度下焙烧4小时;
(3)将焙烧后的活性炭-二氧化钛混合物加入无定形氧化铝中，混合物成胶后经老化、洗涤、干燥后得催化剂载体材料，其中氧化铝占该催化剂载体材料的20%。
2.根据权利要求1所述的污水处理用催化剂载体材料的制备方法，其特征在于：所述植物基生物质包括但不限于木屑、竹屑、秸秆、玉米芯、核桃壳、甘蔗渣或酒糟中的一种或多种混合物。
3.根据权利要求1所述的污水处理用催化剂载体材料的制备方法，其特征在于：所述化学活化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、磷酸或碳酸钾中的一种。
4.根据权利要求1所述的污水处理用催化剂载体材料的制备方法，其特征在于：所述含氮磷酸盐为三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、磷酸铵或聚磷酸铵中的一种或多种混合物。
5.根据权利要求1所述的污水处理用催化剂载体材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中浸渍的时间为36-48h。
6.根据权利要求1所述的污水处理用催化剂载体材料的制备方法，其特征在于：所述乙酸、无水乙醇以及去离子水的体积比为4:35:10。
7.根据权利要求1所述的污水处理用催化剂载体材料的制备方法，其特征在于：所述去离子水与钛酸四丁酯的体积比为1:1。
8.根据权利要求1所述的污水处理用催化剂载体材料的制备方法，其特征在于：所述活性炭的质量与钛酸四丁酯的体积比为0.78-1g/ml。
说明书
一种污水处理用催化剂载体材料的制备方法
技术领域
本发明涉及材料制备领域，特别是一种污水处理用催化剂载体材料的制备方法。
背景技术
随着人们对于环境保护的越来越关注，各国关于环保的法规也越来越严格，污水达标排放的指标控制的越来越高。在这种形式下，对污水进行净化处理成为了生产的必需流程。废水的催化氧化处理是一种操作简单，净化效率高的处理方式，受到了人们越来越多的重视和采用。
废水的催化氧化处理方法有：催化湿式氧化、电解催化氧化、光催化氧化以及高级氧化等。在对废水进行催化氧化处理的过程中，制备具有高活性组分、高强度以及稳定性好的催化剂可以使废水的净化效果更加理想，对反应条件的要求也更低，节省了废水处理的能源消耗，降低了废水处理的成本。
废水催化氧化处理中催化剂主要分为均相催化剂和多相固体催化剂两类。均相催化剂主要包含Fenton试剂以及铁、铜、猛、钴等金属离子，该类催化剂可以将废水中的有机组分、氨氮以及硫化物等氧化成低分子酸、氮气和硫酸盐等，从达到废水脱除碳、氮、硫的处理效果。均相氧化催化剂制备和使用过程简单，但是其中的活性组分在废水中易溶解、分散，无法重复利用，消耗量大。
多相固体催化剂主要是以活性炭、无定形氧化铝、二氧化钛以及分子筛等为载体，负载碱金属、碱土金属、过渡金属或贵金属中的一种或多种金属离子催化剂。这其中活性炭是使用最广的载体，以其性质稳定，耐酸碱、耐热等优良性质广受人们的青睐。
活性炭的制取方法可以分为两大类，化学活化法以及物理活化法。化学活化法是利用原料经过不同的化学药品处理后在一定温度下进行热加工;物理活化法是利用炭在高温的条件下与多种气体进行有效的控制烧失。传统的活性炭一般煤炭为原料制取，随着煤炭资源的日益减少，寻找一种新型的制备原料成为目前研究的焦点。
发明内容
本发明涉及一种污水处理用催化剂载体材料的制备方法，通过使用废弃的植物基生物质制备活性炭，活性炭制备率高。并且以此制得的催化剂载体材料，性能稳定，可以稳固的负载催化剂，促使催化剂可以更加有效，稳定的催化污水，提高污水净化的效率。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种污水处理用催化剂载体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)活性炭的制备：将100份植物基生物质粉碎后，与150-200份含氮磷酸盐混合，成炭后，与120-160份化学活化剂浸渍，升温活化制得活性炭;
(2)将制得的活性炭研磨后，取活性炭与乙酸、无水乙醇以及去离子水混合均匀，其中乙酸、无水乙醇以及去离子水的体积比为4：35：10，滴加少量盐酸调节pH小于或等于4，剧烈搅拌下滴加质量分数为20%的钛酸四丁酯的乙醇溶液，滴加完成后，室温下静置48h，待液体凝固，之后在120℃温度下充分干燥，研磨成粉后，在650℃温度下焙烧4小时;
(3)将焙烧后的活性炭-二氧化钛混合物加入无定形氧化铝中，混合物成胶后经老化、洗涤、干燥后得催化剂载体材料，其中氧化铝占该催化剂载体材料的20%。
优选的，所述植物基生物质包括但不限于木屑、竹屑、秸秆、玉米芯、核桃壳、甘蔗渣或酒糟中的一种或多种混合物。
优选的，所述化学活化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、磷酸或碳酸钾中的一种。
优选的，所述含氮磷酸盐为三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、磷酸铵或聚磷酸铵中的一种或多种混合物。
优选的，所述步骤1中浸渍的时间为36-48h。
优选的，所述乙酸、无水乙醇以及去离子水的体积比为4:35:10。
优选的，所述去离子水与钛酸四丁酯的体积比为1:1。
优选的，所述活性炭的质量与钛酸四丁酯的体积比为0.78-1g/ml。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的活性炭由废弃的植物基生物质来制备活性炭，植物基生物质中的主要成为为纤维素、半纤维素以及木质素等，通过加入含氮磷酸盐将其在升温过程中催化成活性炭，提高了活性炭的产率。并且将废物重新利用，减少了废物的排放，节约了资源。制备出的活性炭与二氧化钛以及氧化铝相结合，可以给污水氧化催化剂提供大量的吸附位点，可以稳定的负载催化剂，使催化剂可以更加稳定，有效的进行催化反应。