[发明专利]一种高催化活性莫来石材料、其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种高催化活性莫来石材料、其制备方法及应用。所述制备方法包括：对高岭土进行煅烧处理，制得偏高岭石；使偏高岭石与碱性物质、络合剂和碱洗溶剂均匀混合，形成均匀碱洗体系，从而对所述偏高岭石进行碱洗处理；对碱洗处理所获产物进行后处理，获得莫来石材料。本发明所提供的莫来石材料相比于其他莫来石材料具有较高的催化效率，尤其是对于臭氧催化氧化有机污染物，并且其制备成本低，产量大，有利于低成本大规模地进行臭氧降解有机污染物；并且，原材料易得，易于操作，且可以实现较低温度下制备莫来石材料，节约能源；本发明提供的臭氧降解污染物的处理方法简便易行，催化效率高，能够低成本高效率地实现污染物降解。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料制备技术领域，尤其涉及一种高催化活性莫来石材料、其制备方法及应用。

背景技术

在众多污水处理方法中，高级氧化技术以其高效的降解效率和广泛的适用范围成为目前最热门的污水处理方法。臭氧法目前已经部分应用于工厂污水处理，再结合催化剂的催化作用，可以在维持臭氧低成本的优势上，大大增强方法的处理效率以及适用范围。但是，目前常见的催化臭氧化催化剂都需要贵金属作为活性位点，大大提高了其成本，阻碍了催化臭氧化方法的进一步推广。因此，一种低成本的，高催化性能的催化剂成为目前的研究热点。作为目前成本最低的硅铝酸盐催化剂，硅铝酸盐催化剂在催化臭氧降解有机污染物方面具有一定的催化能力。但是，目前常用的硅铝酸盐催化剂，例如沸石、高岭土等，其自身催化能力较低，且制备得到的块状催化剂机械强度不大，不利于催化臭氧降解有机污染物。莫来石作为目前常见的陶瓷原料，其自身具有很好的机械强度，但是普通的莫来石材料不具有催化臭氧降解有机污染物的性能。因此如何提高莫来石的催化性能，成为实现硅铝酸盐催化臭氧降解污染物大规模应用的核心问题。

另外，现有的制备莫来石材料的方法中，大部分方法是利用高岭土在1300℃以上进行高温烧结，烧结温度高，能源浪费严重，且提高了莫来石材料的制备成本。

针对现有技术中的高烧结温度的问题，本领域的研究人员进行了相关研究，开发了多种在低温条件下制备莫来石材料的方法，例如中国发明专利CN108516814B中，利用三氧化钼作为助烧剂，降低莫来石材料制备的烧结温度；CN102584190B中，利用有机酸和氟化物对高岭土进行改性处理，以实现低温下制备莫来石材料；CN109811415B中，利用冰晶石与高岭土混合烧结，以实现低温下制备莫来石材料。

上述技术方案中，均需要额外对莫来石材料进行改性或添加助剂共同烧结以实现低温制备莫来石材料，工艺复杂，成本高，且所制备的莫来石材料对于臭氧降解有机污染物的催化性能较低，无法满足低成本大规模地进行臭氧降解有机污染物的应用需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种莫来石材料、其制备方法及应用。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

第一方面，本发明提供一种莫来石材料的制备方法，包括：

提供高岭土；

对所述高岭土进行煅烧处理，制得偏高岭石；

使所述偏高岭石与碱性物质、络合剂和碱洗溶剂均匀混合，形成均匀碱洗体系，从而对所述偏高岭石进行碱洗处理；

对碱洗处理所获产物进行后处理，获得莫来石材料。

第二方面，本发明还提供上述制备方法制备得到的莫来石材料，所述莫来石材料在10-50℃下催化臭氧降解有机物的反应速率常数为0.08309-0.11220。

第三方面，本发明还提供一种上述莫来石材料在催化有机污染物降解领域的应用；

在一些优选实施方案中，所述应用包括催化臭氧降解有机污染物。

第四方面，本发明还提供一种臭氧降解污染物的处理方法，包括：