磁性复合活性炭、制备方法及其在有机废水处理中的应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109173988A(43)申请公布日2019.01.11(21)申请号201810947302.8(22)申请日2018.08.20(71)申请人扬州大学地址225009江苏省扬州市大学南路88号扬州大学(72)发明人孔黎明陈同贺张丽丽邱悦锋(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/28(2006.01)B01J20/30(2006.01)B01J20/34(2006.01)C02F1/28(2006.01)C02F101/30(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称磁性复合活性炭、制备方法及其在有机废水处理中的应用(57)摘要本发明公开了一种磁性复合活性炭的制备方法及其在废水处理中的应用，该方法主要包括：将硝酸铁、氯氧化锆溶于水，再加入活性炭，充分分散后；用碱液将上述混合物的pH调至2.0～4.0，然后将混合物装入反应釜，于100℃加热一段时间后取出，经过滤、洗涤、干燥后，将得到的活性炭放入管式炉中通氮气焙烧一段时间后，在氮气氛围中冷却至室温，得到负载Fe3O4、ZrO2的磁性复合活性炭。本发明制备方法所需的碱液量少，且利用活性炭自身的还原性即可还原得到Fe3O4，制备方法比较环保、简单。在废水处理的应用中Fe3O4与ZrO2的协同催化作用，提高了磁性复合活性炭的催化性能，有利于有机物的氧化，也有利于磁性复合活性炭的再生。CN109173988ACN109173988A权利要求书1/1页1.一种磁性复合活性炭的制备方法，其特征在于，由以下步骤制备：a.将硝酸铁、氯氧化锆溶于水，在上述的水溶液中加入粉末活性炭，搅拌使其充分分散，得到混合物A；b.用碱性水溶液将上述混合物A的pH调至2.0～4.0；c.将混合物A装入反应釜，于100℃加热一段时间后取出，经过滤、洗涤、干燥后，得到活性炭B；d.将得到的活性炭B放入管式炉中于400～600℃通氮气焙烧1.0～4.0h后停止加热，在氮气氛围中冷却至室温后，得到负载Fe3O4、ZrO2的磁性复合活性炭。2.如权利要求1所述的磁性复合活性炭的制备方法，其特征在于，所述碱性水溶液为20～30wt％氨水或氢氧化钠溶液。3.如权利要求1所述的磁性复合活性炭的制备方法，其特征在于，负载的Fe3O4中的Fe与活性炭的质量比为0.1～0.3，负载的ZrO2中的Zr与活性炭的质量比为0.05～0.2。4.如权利要求1所述的磁性复合活性炭的制备方法，其特征在于，所述步骤c中的干燥温度不高于100℃。5.如权利要求1所述的磁性复合活性炭的制备方法，其特征在于，步骤c的加热时间为2.0～4.0h。6.如权利要求1所述的方法制备的磁性复合活性炭在有机废水处理中的应用，其特征在于将磁性复合活性炭与含有机物的水相接触、吸附1.0～6.0h后，通过外加磁场进行磁性复合活性炭与水相的分离；分离后将磁性复合活性炭放入含H2O2的水溶液中，进行有机物的催化氧化降解，同时磁性复合活性炭得到再生。2CN109173988A说明书1/5页磁性复合活性炭、制备方法及其在有机废水处理中的应用技术领域[0001]本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种磁性复合活性炭、制备方法及其在有机废水处理中的应用。背景技术[0002]随着工业的发展，石油化工、化学制药、纺织印染等行业排放的废水量逐渐增加，废水的成份也愈加复杂，废水的达标排放日益困难。特别是环保要求日益严格的背景下，传统单一的废水处理方法已难以解决一些生物毒性大的难降解有机污染物的处理问题。吸附法作为一种传统的废水处理技术，它能有效地去除废水中多种污染物，处理后出水水质稳定，但吸附剂的再生是困扰其应用的主要问题。活性炭具有发达的孔隙结构、大的比表面积和表面官能团，具有良好的化学稳定性、机械强度及耐酸、耐碱、不溶于水和有机溶剂等优点，活性炭吸附在水处理、化工制药、气体净化等领域有着广泛的应用。吸附饱和后的活性炭有待进一步处理。目前，颗粒活性炭一般采用加热再生的方法，该法主要通过外部加热的方式来改变活性炭上的吸附平衡关系进而达到解析和脱附的目的。一般活性炭颗粒越小、比表面积越大、其吸附能力就越强，故常将活性炭产品进行破碎和筛选，得到微细的粉末，这些粉末活性炭的回收比较困难，工业上大多使用后直接废弃，有时甚至与淤泥沉积在一起，存在资源浪费以及废弃活性炭处理等普遍的问题。[0003]为解决这些问题，研究者们在活性炭上负载磁性Fe3O4，制成了磁性复合活性炭，既保留了粉末活性炭的高吸附性能，又可以利用磁场对粉末活性炭进行快速分离与回收，降低使用成本。另一方面，活性炭的再生也是人们努力解决的问题。在吸附饱和的活性炭体系中，如果加入适量的氧化剂H2O2，Fe3O