[发明专利]一种用于高级氧化的生物质基催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种用于高级氧化的生物质基催化剂及其制备方法与应用，将绿茶茶渣粉碎后，放入去离子水中水浴加热，过滤后分别收集，得到固体残渣和绿茶提取液；固体残渣冷冻干燥后，过筛，然后在惰性气体保护条件下热解，得到绿茶茶渣生物炭；绿茶茶渣生物炭与铁盐溶液充分混匀形成混合液；向混合液中通入惰性气体去除空气，然后加入无水乙醇并搅拌均匀，随后向混匀的混合液中加入绿茶提取液，充分搅拌得到黑色混合液，经抽滤，所得黑色固体样品用去离子水及无水乙醇交替洗涤，最后干燥即得。与传统化学液相法制备的零价铁负载生物炭相比，绿茶提取液还原剂廉价易得且安全无污染，纳米零价铁分散性更好，增大了有效反应位点。

技术领域

本发明属于水污染处理技术领域，涉及高级氧化技术，具体地是一种用于高级氧化的生物质基催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

对-硝基苯酚具有高毒性、致癌性和生物蓄积性，通常从染料、增塑剂、农药和制药等行业释放到环境中。对-硝基苯酚存在范围广、毒性大且降解速度慢的特点导致严重的环境问题，因此寻求一种高效环保方法解决这一问题具有一定现实意义。

目前处理对-硝基苯酚废水的方法主要有生化法、吸附法、液膜法和化学氧化法。生化法占地面积大、降解速率慢，吸附法和液膜法会产生二次污染，而高效清洁的化学氧化法的研究主要集中在光化学氧化及其联用技术，还有较少的超声波强化臭氧氧化技术处理对-硝基苯酚废水的报道，但研究深度不够，不足以运用于工业处理。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有高级氧化技术降解水体有机污染物的方法和催化剂制备技术不足，提供一种利用生物质基作为催化剂催化活化过硫酸盐降解水体对-硝基苯酚类有机污染物的方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种用于高级氧化的生物质基催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将绿茶茶渣粉碎后，放入去离子水中水浴加热，过滤后分别收集，得到固体残渣和绿茶提取液；

(2)将步骤(1)得到的固体残渣冷冻干燥后，过筛，然后在惰性气体保护条件下热解，得到绿茶茶渣生物炭；

(3)将步骤(2)得到的绿茶茶渣生物炭与铁盐溶液充分混匀形成混合液；

(4)向步骤(3)得到的混合液中通入惰性气体去除空气，然后加入无水乙醇并搅拌均匀，随后向混匀的混合液中加入步骤(1)得到的绿茶提取液，充分搅拌得到黑色混合液；

(5)将步骤(4)得到的黑色混合液进行抽滤，所得黑色固体样品用去离子水及无水乙醇交替洗涤，最后干燥即得。

具体地，步骤(1)中，水浴加热的温度控制在80～100℃，加热时间为1～2h。

步骤(2)中，热解以4～6℃/min升温至500～700℃，保温30～600min，热解所得产物随后经去离子水和无水乙醇交替洗涤，得到绿茶茶渣生物炭。

步骤(3)中，铁盐溶液与绿茶茶渣生物炭之间的质量比为0.4～1；其中，所述铁盐溶液为摩尔浓度为0.14～0.7moL/L的七水合硫酸亚铁溶液。

步骤(4)中，无水乙醇、混合液、绿茶提取液之间的体积比为1:1～2:1。

进一步地，本发明还要求保护上述制备方法制备得到的用于高级氧化的生物质基催化剂。

更进一步地，本发明还要求保护上述生物质基催化剂在降解水体中有机污染物的应用。

优选地，所述的有机污染物为对-硝基苯酚。

具体地，所述的降解方法为：在水体中加入生物质基催化剂和过硫酸盐，催化过硫酸盐高级氧化降解水体中的对-硝基苯酚。