[发明专利]一种梯度复合分子筛膜催化材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种梯度复合分子筛膜催化材料，其特征在于，由活性组分铁物种以骨架位铁原子和非骨架位的铁表面态或氧化态形式存在于分子筛结构中，活性组分的负载量为0.5~3.0wt%。

2.权利要求1所述的梯度复合分子筛膜催化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）载体的表面预处理：将不锈钢纤维毡用质量浓度5~10%的氢氧化钠水溶液和质量浓度5~10%的硫酸水溶液分别浸泡10~60min后，干燥，于600~700℃煅烧4~8h，浸泡于质量浓度0.1~1%的聚羟丙基二甲基氯化铵水溶液中10~60min，用0.05~0.2mol/L氨水溶液漂洗干净，自然干燥，得到不锈钢纤维毡载体；

（2）晶种的制备：将四丙基氢氧化铵、去离子水和乙醇混合，一边强力搅拌一边慢慢滴加正硅酸乙脂，滴加完毕后在室温下强力搅拌12~24h至混合液澄清，将上述混合液于100~130℃密封水热合成12~48h，离心，得到晶种；所述四丙基氢氧化铵、去离子水、乙醇和正硅酸乙脂的质量比为（1~8）：（5~8）：（2~4）：（3~7）；

（3）晶种的浸涂：将步骤（2）得到的晶种加入氨水中得到质量浓度1~4%，pH为10的晶液，将步骤（1）得到的不锈钢纤维毡载体在晶液中浸泡0.5~1h，干燥，再浸泡1~2.5h，70~100℃干燥，得到吸附晶种的载体；所述晶种和载体的质量比为1：（5~20）；

（4）二次生长：将硅酸钠、氢氧化钠、硝酸铁、去离子水、偏铝酸钠和四丙基氢氧化铵混合均匀，并将步骤（3）得到的吸附晶种的载体浸没其中，于100~170℃密封加热24~96h；所述硅酸钠、氢氧化钠、硝酸铁、去离子水、偏铝酸钠、四丙基氢氧化铵和载体的质量比为（20~30）：（2~3）：（0.202~0.808）：（0~0.5）：（0~10）：（1~20）；

（5）煅烧除去模板剂四丙基氢氧化铵：步骤（4）的产物超声水洗，自然干燥，以5℃/min速率升温至400~600℃，保温4h，再降至室温，制得梯度复合分子筛膜催化材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述不锈钢纤维毡的孔隙度为70~90%，纤维直径为0.5~10μm。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述梯度复合分子筛膜催化材料的厚度为1~10μm。

5.权利要求1所述的梯度复合分子筛膜催化材料在含酚废水催化氧化中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述催化氧化的步骤如下：调节含酚废水的pH为2~6，加入双氧水溶液混合均匀得到混合液，在常压、50~80℃下，将混合液以10~60mL/min的速率通过梯度复合分子筛膜催化材料进行封闭液相循环处理1~6h。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述含酚废水中酚类总浓度高于1000mg/L。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述双氧水溶液的质量分数为10~50%，其在混合液中的质量分数为1~24%；所述梯度复合分子筛膜催化材料在混合液中的质量分数为0.5~12%。