[发明专利]蛋壳型镍基催化剂及其制备方法及其用于处理难降解废水的方法

权利要求书

1.蛋壳型镍基催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将γ-氧化铝小球采用蒸馏水浸泡1-2h后，采用超声清洗30min，然后放入马弗炉中于200-300℃焙烧1-2h，取出冷却到室温；

2)将经过所述步骤1)预处理后的γ-氧化铝小球浸渍于氧化剂与碱的混合溶液中，得到负载氧化剂/碱混合液的催化剂前体从该混合液中滤出，烘干；所述氧化剂/碱的混合溶液中氧化剂的摩尔浓度为0.1-0.7M，碱的摩尔浓度为0.2-0.8M；在所述氧化剂/碱的混合溶液中，所述氧化剂与所述碱的摩尔浓度比为0.6-1.4；

3)将所述步骤2)浸渍并烘干后的负载氧化剂/碱混合液的催化剂前体浸泡于Ni²⁺摩尔浓度为0.6-1.2M的Ni²⁺溶液里还原，然后再滤出、烘干，制得蛋壳型镍基催化剂前体；

4)将所述步骤3)得到的蛋壳型镍基催化剂前体再次浸渍于所述氧化剂与碱的混合溶液中，然后再滤出、烘干，以完全氧化所述蛋壳型镍基催化剂表面残留的Ni²⁺，得到所述蛋壳型镍基催化剂NiO_x(OH)_y/γ-Al₂O₃。

2.根据权利要求1所述的蛋壳型镍基催化剂的制备方法，其特征在于，所述γ-氧化铝小球的直径为2-4mm，Al₂O₃含量大于92％，孔容为0.3-0.5mL/g，比表面积大于300m²/g。

3.根据权利要求1所述的蛋壳型镍基催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2)的浸渍反应在回旋式振荡条件下进行，振荡的频率为100-150rpm，反应时间为1-3h，烘干温度为40℃-60℃。

4.根据权利要求1所述的蛋壳型镍基催化剂的制备方法，其特征在于，所述氧化剂为可溶性的过硫酸盐、次氯酸盐中的一种或两种，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种，所述Ni²⁺离子溶液为硝酸镍、硫酸镍、氯化镍中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的蛋壳型镍基催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3)的浸渍反应在回旋式振荡条件下进行，振荡的频率为80-120rpm，预定反应时间为1-3h，烘干温度为40℃-60℃。

6.根据权利要求1所述的蛋壳型镍基催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤4)的浸渍反应在回旋式振荡条件下进行，振荡的频率为100-150rpm，预定反应时间为1-3h。

7.根据权利要求1所述的蛋壳型镍基催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中烘干的温度为80℃-120℃。

8.根据权利要求1-7任一所述的制备方法制备得到的蛋壳型镍基催化剂，其特征在于，所述催化剂表层含有Ni(OH)₂和NiOOH。

9.采用根据权利要求8所述的蛋壳型镍基催化剂处理难降解废水的方法，其特征在于，根据废水的水质往废水中加入一定量的次氯酸钠溶液，充分搅拌，得到难降解废水/次氯酸钠混合液，调节所述混合液的pH至5-11，然后称取1-400g/L的所述蛋壳型镍基催化剂样品快速放入上述溶液中，于室温下在振荡器上以80-120rpm的速度根据废水的水质需要振荡反应一段时间。将所述蛋壳型镍基催化剂投入次氯酸钠溶液中，以增强次氯酸钠的氧化性，溶液中的次氯酸钠完全分解为氯化钠并生成氧气，产生的氧气被物理吸附于蛋壳型镍基催化剂表面，然后从镍基催化层捕获一个电子后转化为化学吸附氧，进一步获得能量生成原子氧，原子氧在氧化剂次氯酸钠的作用下生成单线态氧；原子氧/单线态氧具有很强的氧化性，能快速氧化分解废水中的难降解物质，从而达到迅速去除COD和脱色的目的。

10.根据权利要求9所述处理难降解有机废水的方法，其特征在于，所述难降解有机废水/次氯酸钠混合液被调节至pH为7-10。