一种Ni掺杂磁性炭类芬顿催化剂的制备方法及应用.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CN106732610A(43)申请公布日2017.05.31(21)申请号201611060626.7(22)申请日2016.11.28(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人张波许志至许小红吴春笃吴向阳吴智仁(51)Int.Cl.B01J23/755(2006.01)C02F1/72(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种Ni掺杂磁性炭类芬顿催化剂的制备方法及应用(57)摘要本发明公开了一种Ni掺杂磁性炭类芬顿催化剂的制备方法以及其在染料废水中的应用。主要针对目前芬顿、类芬顿催化剂在实际应用过程中留下的系列问题，如回收困难、重复利用率低、离子溶出率高、反应pH要求严格等。针对上述问题，本发明利用Ni(NO3)3、FeSO4、FeCl3以及活性炭粉末制备了一种Ni掺杂磁性炭类芬顿催化剂。将此催化剂与过硫酸钠构成非均相类芬顿氧化体系，可持续释放强氧化性自由基SO4－·与OH·，催化氧化有机废水的反应过程中，不必调节原水pH值，催化剂回收方便，重复使用多次后催化效率仍可达到70％以上。制作成本低廉，反应易于控制，在废水高级氧化处理方面具有较好的应用前景。CN106732610ACN106732610A权利要求书1/1页1.一种Ni掺杂磁性炭类芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)按比例称取FeCl3、FeSO4和Ni(NO3)3，然后加入去离子水中，于40～80℃水浴中磁力搅拌，直到全部溶解，得到混合溶液A；(2)在步骤(1)所得的混合溶液A中添加活性炭粉末，于40～80℃水浴中磁力搅拌反应0.5～2h，得到混合液B；(3)步骤(2)的反应结束后，用质量百分含量为25～28％的NH3·H2O调节混合液B的pH为8～11，继续水浴续搅拌反应0.5～2h；(4)步骤(3)的反应结束后，将反应物进行真空抽滤，于80～120℃干燥箱中烘干，再于300～800℃马沸炉中煅烧2～10h，得到Ni掺杂磁性炭类芬顿催化剂。2.根据权利要求1所述的一种Ni掺杂磁性炭类芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述FeCl3与FeSO4的物质的量之比为(1～3)：1；FeCl3与FeSO4的物质的量之和与Ni(NO3)3的物质的量之比为(1～5)：1。3.根据权利要求1所述的一种Ni掺杂磁性炭类芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述活性炭粉末的质量与步骤(1)理论生成的Fe3O4质量比为(1～5)：1，所述活性炭粉末的目数为200～300。4.根据权利要求1所述的一种Ni掺杂磁性炭类芬顿催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中，所述磁力搅拌的速度均为100～500r/min。5.一种Ni掺杂磁性炭类芬顿催化剂，其特征在于，所述催化剂是通过如权利要求1～4任一项所述制备方法制得。6.一种如权利要求5所述的Ni掺杂磁性炭类芬顿催化剂的应用，其特征在于，将所述Ni掺杂磁性炭类芬顿催化剂用于催化过硫酸钠降解有机废水，具体用法为：将Ni掺杂磁性炭类芬顿催化剂、过硫酸钠投入到有机废水中。7.根据权利要求6所述的Ni掺杂磁性炭类芬顿催化剂的应用，其特征在于，所述Ni掺杂磁性炭类芬顿催化剂投加量与有机废水中COD的质量比0.2～1：1；过硫酸钠投加量与Ni掺杂磁性炭类芬顿催化剂的质量比为5～3：2。8.根据权利要求7所述的Ni掺杂磁性炭类芬顿催化剂的应用，其特征在于，所述过硫酸钠投加量与Ni掺杂磁性炭类芬顿催化剂的质量比为5：2。2CN106732610A说明书1/4页一种Ni掺杂磁性炭类芬顿催化剂的制备方法及应用技术领域[0001]本发明属于高级氧化非均相催化剂研发技术领域，具体一种Ni掺杂磁性炭类芬顿催化剂的制备方法及应用。背景技术[0002]近年来，为了实现工业资源的优化，促进国民经济的快速发展，我国建设了一批又一批的经济开发区、工业园区等。随之产生的是大量有毒、有害的工业废水，而国内工业园区的废水大多采用集中处理的方式，各企业排放的废水水质差异较大，导致工业园区混合废水的处理难度加大，采用传统的市政污水处理工艺常常无法使出水达标排放。因此，在环境负荷已达顶点的时期，研究开发一种高效经济的工业废水处理技术，提高出水水质，实现废水资源化是十分必要的。[0003]高级氧化处理技术在高难度有机废水处理中应用广泛，且效果显著。但传统的高级氧化技术存在以下问题，催化氧化法耗能较高，催化剂消耗量大，且回收困难、重复利用率低，处理效果受水体pH值的影响，处理费用普遍偏高，需要进一步发展创新。[0004]针对上述问题，本发明利用Ni(NO3)3、FeSO4、FeCl3以及活性炭粉