申请日2018.10.22
公开(公告)日2019.01.18
IPC分类号B01J25/02; B01J37/34; C02F1/70; C02F101/30; C02F101/34; C02F101/38
摘要
本发明公开了一种雷尼镍‑铁催化剂的制备方法及其应用于染料废水的脱色方法，本发明属于环境工程废水处理领域。其制备方法如下：将雷尼镍‑铝合金粉末滴加浓度为6mol/L的氢氧化钠溶液，通过超声波处理后在氮气保护下进行353K高温反应，然后经洗涤后加入Fe2+浓度为0.43mmol/L的硫酸亚铁溶液，再滴加浓度为0.8mol/L的NaBH4溶液并超声波反应15min，得到雷尼镍‑铁催化剂。应用时，向染料废水中加入本发明的催化剂，可以还原染料达到脱色目的。本发明的催化剂催化效果好，能有效提高染料废水的脱色处理速率，减少脱色处理的时间成本，而且催化剂的制备方法简单，技术门槛低，有利于该方法在实际污水处理中的推广应用。
权利要求书
1.一种雷尼镍-铁催化剂的制备方法，其特征在于，它包括如下操作步骤：
步骤1：将雷尼镍-铝合金粉碎过120目筛后，缓慢滴加6mol/L的氢氧化钠溶液，经超声波处理15min后，在氮气保护下于353K高温反应2.5h，反应结束后洗涤至中性，再用无水乙醇洗净，得到雷尼镍粉末;所述氢氧化钠溶液的加入量与雷尼镍-铝合金的用量配比为：氢氧化钠溶液20mL:雷尼镍-铝合金1-2g;
步骤2：向步骤1得到的雷尼镍粉末中加入Fe2+浓度为0.43mmol/L的硫酸亚铁溶液，得混合液;硫酸亚铁溶液的加入量与雷尼镍-铝合金的用量配比为：硫酸亚铁溶液10-20mL:雷尼镍-铝合金1g;
步骤3：向步骤2所得的混合液中滴加过量的浓度为0.8mol/L的NaBH4溶液，在超声波下反应15min，得到雷尼镍-铁催化剂。
2.根据权利要求1所述雷尼镍-铁催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，得到的雷尼镍-铁催化剂中Fe含量为20-40%，通过原子吸收光谱法测定其准确比例。
3.根据权利要求1所述的雷尼镍-铁催化剂应用于染料废水的脱色方法，其特征在于，它的操作方法如下：
将制得的雷尼镍-铁催化剂2～3g置于染料废水50mL中15min，在pH=1-3的条件下催化染料废水的转化。
4.根据权利要求3所述雷尼镍-铁催化剂应用于染料废水的脱色方法，其特征在于，所述染料废水中含0.3～0.5mmol/L甲基橙。
说明书
一种雷尼镍-铁催化剂的制备方法及其应用于染料废水的脱色方法
技术领域
本发明属于环境工程废水处理领域，特别是一种雷尼镍-铁催化剂的制备方法及其应用于染料废水的脱色方法。
背景技术
雷尼镍作为一种具有多孔结构、大接触面的高效金属催化剂，通常被运用到油脂氢化、化合物制备等领域。雷尼镍的制备过程为：将镍铝合金用高浓度氢氧化钠处理，使得合金中的大部分铝被氢氧化钠反应溶解，原本合金中铝所在的空间就留下了大小不一的孔洞。这些孔洞增加了镍的表面积，这就为雷尼镍带来了优异的催化活性，然而由于其高的比表面积也带来了高的不稳定活性，影响处理效果。因此选择在其表面引入催化还原性更高的Fe，既提高了还原催化活性，又降低了雷尼镍催化剂的不稳定性。目前尚未见有能得到稳定性较好的雷尼镍-铁催化剂的制备方法，并且能对染料废水进行脱色处理的相关报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种雷尼镍-铁催化剂的制备方法及其应用于染料废水的脱色方法，制备得到的雷尼镍-铁催化剂具有较好稳定活性，能提高处理染料废水脱色速率，且能减少脱色处理的时间成本。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：
本发明一种雷尼镍-铁催化剂的制备方法，它包括如下操作步骤：
步骤1：将雷尼镍-铝合金粉碎过120目筛后，缓慢滴加6mol/L的氢氧化钠溶液，经超声波处理15min后，在氮气保护下于353K高温反应2.5h，反应结束后洗涤至中性，再用无水乙醇洗净，得到雷尼镍粉末;氢氧化钠溶液的加入量与雷尼镍-铝合金的用量配比为：氢氧化钠溶液20mL:雷尼镍-铝合金1-2g;
步骤2：向步骤1得到的雷尼镍粉末中加入Fe2+浓度为0.43mmol/L的硫酸亚铁溶液，得混合液;硫酸亚铁溶液的加入量与雷尼镍-铝合金的用量配比为：硫酸亚铁溶液溶液10-20mL:雷尼镍-铝合金1g。
步骤3：向步骤2所得的混合液中滴加过量的浓度为0.8mol/L的NaBH4溶液，在超声波下反应15min，得到雷尼镍-铁催化剂。
所述得到的雷尼镍-铁催化剂中Fe含量为20-40%，通过原子吸收光谱法测定其准确比例。
将制备得到的雷尼镍-铁催化剂应用于染料废水的脱色方法，它的操作方法如下：
将制得的雷尼镍-铁催化剂2～3g置于染料废水50mL中15min，在pH=1-3的条件下催化染料废水的转化。
所述染料废水中含0.3～0.5mmol/L甲基橙。
本发明具有如下有益效果：
1)本发明采用了在环境污染治理领域使用较少的雷尼镍-铁催化剂，通过本发明方法，使制备得到的雷尼镍-铁催化剂获得更好的催化效果，催化脱色时间仅为15min内即可达到90%以上脱色率，能有效提高染料废水的脱色处理速率，减少脱色处理的时间成本。
2)本发明制备方法简单，技术门槛低，有利于该方法在实际污水处理中的推广应用。
3)本发明扩大了雷尼镍-铁在环境污染治理方面的应用，为废水无害化处理提供新的解决方案。