[发明专利]一种用于处理水中有机污染物的一体化类芬顿催化剂的制备方法及其产品

说明书

本发明公开一种用于处理水中有机污染物的一体化类芬顿催化剂的制备方法及其产品和应用，将铝基材阳极氧化后通过热水合反应制得勃姆体，经干燥后高温焙烧制得γ‑Al₂O₃载体，然后进行活性组分负载，制得一体化类芬顿催化剂，本发明制备的催化剂能够很好的与水处理系统进行微型结合，具有很好的污染物去除效果，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于类芬顿催化剂技术领域，具体涉及一种用于处理水中有机污染物 的一体化类芬顿催化剂的制备方法及其产品。

背景技术

随着工业化的不断推进，水污染问题也日益突出。工业废水排放量巨大，其 普遍的特性是：有机物含量高、毒性大、色度高、气味难闻、酸碱性强、成分复 杂、难以被微生物降解。例如，印染废水、石油化工废水和电镀工业废水等。工 业废水排放至江河湖泊中，污染水体，可能会导致水生动物的死亡；渗透到地下 水中，会污染农作物；废水渗入土壤，造成土壤污染，影响植物和土壤中微生物 的生长；有些工业废水还带有难闻的恶臭，污染空气；生活用水被污染，会严重 危害身体健康。20世纪的“八大公害事件”中的“水俣事件”和“富山事件” 就是由于工业废水污染造成的。所以，探索开发高效处理水中污染物的方法迫在 眉睫。

近年来，UV/H₂O₂、光催化氧化、电化学氧化法等高级氧化处理工艺，在处理 有毒有害废水方面得到了广泛的研究。其中，芬顿(Fenton)氧化技术被广泛用 于环境有机污染物的降解。芬顿氧化法具有高效、低消耗、无二次污染的特点， 其主要原理为Fe²⁺与H₂O₂作用产生氧化能力仅次于氟的羟基自由基(·OH)，把有 机物氧化降解为水和二氧化碳等无机小分子。羟基自由基不仅氧化性强，而且无 选择性，因此该体系特别适合处理高浓度、毒性大、难降解的有机废水。传统的 Fenton氧化工艺虽然能够较好的处理染料废水，但是反应后溶液中会残留有大 量的铁离子，带来了二次污染；同时传统的Fenton反应过程中，过氧化氢的利 用率低，因而处理成本居高不下。在应用中，传统的均相芬顿反应体系存在pH 适应范围窄、催化剂难以分离反复利用且容易产生大量的含铁污泥的缺点。因此， 近年来对非均相芬顿反应体系的研究受到了广泛关注，研究者们尝试使用各种载 体固定Fe离子形成类芬顿催化剂(如中国专利CN201610547687)，使固相催化 剂与H₂O₂组成非均相体系，用于处理难降解或有毒有机污染物。在过去的几年中， 人们对铁锰铈金铜钌钯等催化剂给予了高度关注。但纳米颗粒或纤维载体的催化 剂无法适应大流量的水处理系统，使用金属基体一体化催化剂可以解决传质和催 化剂回收等问题，工业放大容易，必定会给污水处理带来前所未有的美好前景。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于处理水中有机污染物的一体化类 芬顿催化剂的制备方法及其产品和应用，该催化剂制备工艺简单、传热传质性能 好、易于塑形，具有很好的工业前景。

本发明的技术方案之一，一种用于处理水中有机污染物的一体化类芬顿催化 剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)铝基材阳极氧化：将预处理后的铝基材置于阳极氧化液中阳极氧化后 风干焙烧；

(2)将步骤(1)制备的阳极氧化铝置于去离子水中进行热水合作用，获得 富含羟基的勃姆体，干燥焙烧得到γ-Al₂O₃载体；

(3)活性组分负载：将步骤(2)制备的γ-Al₂O₃载体置于金属离子溶液中 浸渍进行活性组分负载，干燥，高温焙烧得一体化类芬顿催化剂。