[发明专利]一种生物质炭基铁系催化剂的制备方法及应用

权利要求书

1.一种生物质炭基铁系催化剂的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤S1：制备胶原蛋白水溶液；

步骤S2：在所述胶原蛋白水溶液中加入木质素，并加入无机铁盐溶液，共混均质后陈化20~60 min；然后真空烘干至恒重，进行研磨得到研磨产物；

步骤S3：将所述研磨产物在惰性气体保护条件下，以1-10℃/min的加热速率升温至400-1000℃，保温1-4 h后自然冷却，再进行研磨，得到生物质炭基铁系催化剂样品。

2.根据权利要求1所述的生物质炭基铁系催化剂的制备方法，其特征在于：所述铁系活性组分在载体上的掺量为5-40wt%，所述载体的质量为胶原蛋白的质量与木质素的质量之和。

3.根据权利要求2所述的生物质炭基铁系催化剂的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述胶原蛋白、木质素以及无机铁盐中含有的铁的质量分数之比为1：3：（0.2~1.6）。

4.根据权利要求1~3任意一项所述的生物质炭基铁系催化剂的制备方法，其特征在于：还包括步骤S4：将所述样品在碱性溶液中洗涤，然后用去离子水洗涤至中性，加热烘干后即获得功能化的生物质炭基铁系催化剂。

5.根据权利要求4所述的生物质炭基铁系催化剂的制备方法，其特征在于：步骤S1中，将胶原蛋白置于蒸馏水中，在60-70℃条件下搅拌溶解得到胶原蛋白水溶液。

6.根据权利要求5所述的生物质炭基铁系催化剂的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述木质素先进行风干、破碎处理，并真空烘干至恒重，研磨过筛后使用。

7.根据权利要求6所述的生物质炭基铁系催化剂的制备方法，其特征在于：所述木质素进行真空烘干的温度为40-50℃；步骤S4中，碱性溶液的OH^-浓度为0.1~0.2 mol/L。

8.根据权利要求1~3任意一项所述的生物质炭基铁系催化剂的制备方法，其特征在于：所述木质素为硬木质素或软木质素的至少一种；所述胶原蛋白来源于猪皮、牛骨、制革下脚料或水产动物；所述无机铁盐为氯化铁或硝酸铁中的至少一种。

9.一种生物质炭基铁系催化剂的应用，其特征在于：所述生物质炭基铁系催化剂采用如权利要求1~8任意一项所述的生物质炭基铁系催化剂的制备方法制备得到，其应用在催化湿式过氧化氢氧化降解化学镀镍废液中。

10.根据权利要求9所述的生物质炭基铁系催化剂的应用，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤A：预调化学镀镍废液的pH值至3-8，将所述生物质炭基铁系催化剂投加至化学镀镍废液中，搅拌混匀得到混合体系，所述生物质炭基铁系催化剂的投入量为每升化学镀镍废液投入10~50g；

步骤B：向所述混合体系中加入H₂O₂溶液，搅拌状态下反应20-30 min；其中，所述H₂O₂按照每升化学镀镍废液加入量为3.33~16.65g；

步骤C：然后加入碱性溶液，调节pH值至9-11，搅拌后沉淀经离心分离，取上清液测定镍离子浓度。