[发明专利]一种利用入侵植物制备芬顿催化剂的方法

说明书

本发明涉及入侵植物一枝黄花制备芬顿催化剂的方法，应用于处理各种废水，属于水处理领域。具体采用如下步骤将一枝黄花清洗、晾干并粉碎；对粉碎后的一枝黄花进行碱液浸泡预处理并真空干燥；对干燥后的一枝黄花进行活化剂和亚铁盐溶液的浸渍处理，后真空干燥；在高纯氮气下高温热解；对热解后的固体成分进行酸洗、蒸馏水洗后烘干；粉碎后获得粉末状芬顿催化剂。本发明的方法制备的芬顿催化剂具有高的比表面积，具备高的吸附性能，分散性能好，不易团聚，对芬顿氧化降解废水具有高效的催化活性，且拓展了芬顿反应适宜的pH范围。

技术领域

本发明涉及入侵植物一枝黄花制备芬顿催化剂的方法，应用于处理各种废水，属于水处理领域。

背景技术

加拿大一枝黄花（Solidago canadensis），又名黄莺、米兰、幸福花，为菊科一枝黄花属多年生草本植物。原产北美，现在中国及欧洲的许多地方成为入侵植物。加拿大一枝黄花具有极强的繁殖和快速占有空间的能力，已在我国沿海地区十多个省市迅速扩散蔓延，已发展成大规模分布并难以控制的有害入侵植物。

目前，对于入侵植物主要的处理方法仍是集中焚烧，其焚烧后的产物又会造成二次污染。目前没有研究针对一枝黄花在水处理领域中的应用，

目前处理工业废水的工艺方法种类繁多, 主要分为物理吸附法、化学氧化法及生化降解法等。而Fenton (芬顿) 试剂由于具有强氧化性, 可以有效去除各类难降解的有机物，目前被广泛应用于废水处理行业中。Fenton试剂处理废水的缺点在于双氧水的利用率不高、反应条件受酸度限制、且污泥排放量大，反应成本较高。

发明内容

本发明目的是提出一种利用入侵植物制备芬顿催化剂的方法，该制备方法简单易操作、成本低廉，制备的催化剂不仅能够提供对芬顿反应的催化性能，且对污染物具有较强的吸附性能，稳定性高、易于回收，提高了芬顿氧化技术在废水处理领域的应用性能。

一种利用入侵植物制备芬顿催化剂的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将一枝黄花清洗、晾干并粉碎；

（2）对粉碎后的一枝黄花进行碱液浸泡预处理并真空干燥；

（3）对干燥后的一枝黄花进行活化剂和亚铁盐溶液的浸渍处理，后真空干燥；

（4）在高纯氮气下高温热解；

（5）对热解后的固体成分进行酸洗、蒸馏水洗后烘干；

（6）粉碎后获得粉末状芬顿催化剂。

进一步的，步骤（1）具体为将一枝黄花用自来水清洗，自然晾干后粉碎至2-4cm均匀段。

进一步的，步骤（2）所述的碱液浸泡采用2-3mol/L的NaOH或KOH溶液，静置浸泡24h；后利用蒸馏水洗涤至中性，并在80-90℃下真空干燥5-8h。

进一步的，步骤（3）中所述的活化剂为3mol/L的ZnCl₂溶液，所述的亚铁盐溶液为3mol/L的Fe(NO₃)₂或FeCl₂溶液；浸渍比例为一枝黄花：ZnCl₂溶液：亚铁盐溶液=100g:2L:1L；浸渍过程采用磁力搅拌器以50r/min的转速缓慢进行，浸渍时间为12h；真空干燥操作同步骤（2）。

进一步的，步骤（4）所述的高温热解为在流速为200ml/min的高纯氮气下马弗炉热解，炉内温度按照5℃/s缓慢升温至500℃，恒温3h。

进一步的，步骤（5）采用盐酸稀溶液冲洗去除杂质，后用蒸馏水冲洗至pH恒定，后并在80-90℃下真空干燥5-8h。

进一步的，步骤（6）通过粉碎获得＜1mm的粉末状芬顿催化剂。