一种用于催化过硫酸盐氧化有机物的零价铝/含铁粘土复合材料的制法及应用;
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2023-10-24 08:58:00
本发明涉及一种用于催化过硫酸盐氧化有机物的零价铝/含铁粘土复合材料的制法及应用,属于水环境处理领域。含铁粘土材料与零价铝经过简单球磨法制备新型催化剂,以达到活化过硫酸盐高效氧化降解水中难降解有机物的效果,本发明的催化剂制备方法和操作工艺简单,相比化学合成法二次污染小,合成时间短,产量大,成本低。采用的改性材料是天然含铁粘土材料,其来源广泛,无毒,且作为非均相催化剂性质稳定。零价铝/含铁粘土复合催化剂对PS活化效果良好,且使用pH范围较宽,在3–9内均可应用。本发明的零价铝/含铁粘土复合催化剂可以活化PS对不同的难降解有机物氧化去除,具有较宽的应用范围。
本发明的目的是提供微米零价铝与天然含铁粘土矿物材料用简单球磨方法合成新型复合催化剂及其制法,成本低,无污染,在污水中应用以达到高效活化PS氧化难降解有机物的效果。为了解决本发明的技术问题,所提出的技术方案如下:一种零价铝/含铁粘土复合材料的制备方法,由微米零价铝、天然含铁粘土矿物材料球磨混合制得的一种复合催化剂;所述的微米零价铝粒径大小为100-200目(75-150μm);所述的天然含铁粘土矿物材料为绿脱石、蒙脱石、凹凸棒或膨润土,
本实用新型有广泛的应用前景:领域。该发明涉及含铁粘土材料与零价铝经过简单球磨法制备新型催化剂,以达到活化过硫酸盐高效氧化降解水中难降解有机物的效果。该发明的催化剂制备方法和操作工艺简单,相比化学合成法二次污染小,合成时间短,产量大,成本低。采用的改性材料是天然含铁粘土材料,其来源广泛,无毒,且作为非均相催化剂性质稳定。零价铝/含铁粘土复合催化剂对PS活化效果良好,且使用pH范围较宽,在3-9内均可应用。本发明的零价铝/含铁粘土复合催化剂可以活化PS对不同的难降解有机物氧化去除,具有较宽的应用范围。
杨琥,男,1974年10月出生,博士,南京大学环境学院教授、博士生导师新型环境功能材料的研发与应用研究;1. 绿色高分子絮凝剂材料的研发、应用及絮凝机理研究2. 高分子复合磁性微球材料的研制及水处理性能研究3. 农作物废弃物——秸秆材料在水处理中的综合利用4. 凹凸棒及粘土材料的改性及在水处理中的应用研究5. 炭基纳米材料的改性及在水处理中的应用研究6. 大气雾霾沉降剂的制备与应用研究水污染控制技术;高分子材料结构表征。
与现有技术相比,此技术产生的效益如下:
(1)本发明采用简单球磨法制得零价铝/含铁粘土复合催化剂,制备方法和操作工艺简单,相比化学合成法二次污染小,合成时间短,产量大,成本低。
(2)本发明采用的改性材料是天然含铁粘土材料,其来源广泛,无毒,且作为非均相催化剂性质稳定。
(3)本发明的零价铝/含铁粘土复合催化剂对PS活化效果良好,且使用pH范围较宽,在3–9内均可应用。
(4)本发明的零价铝/含铁粘土复合催化剂可以活化PS对不同的难降解有机物氧化去除,具有较宽的应用范围。
(5)本发明采用零价铝与含铁粘土球磨的方法,既破坏了零价铝的氧化膜增加了其活性,又利用零价铝的强还原性促进含铁粘土中Fe元素的循环,增强其复合物对过硫酸盐的活化能力。
(6)微米零价铝与所述含铁粘土以质量比为1:1。以不同零价铝/绿脱石质量比复合的催化剂对4-氯酚的去除率对比,随着质量比的增加,零价铝/绿脱石复合催化剂对4-氯酚的去除率先上升后下降,在投料比为1:1时达到最优效果。
(7)所述的天然含铁粘土矿物材料为绿脱石,其与零价铝复合材料活化过硫酸盐的效果优于蒙脱石、凹凸棒和膨润土,可能是因为它们含铁量以及粘土中结构铁的占位差异而造成的。
(8)零价铝/绿脱石复合材料在pH为3.00–9.00之间能够高效活化PS降解4-氯酚,且随着pH降低,催化活性升高,可能是因为酸性条件下促进了零价铝的腐蚀,使得其对绿脱石中Fe元素循环的促进作用增强。
技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地保定,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。