[发明专利]用于降解苯胺类水相污染物的MMA-LDH催化剂的制备方法与应用

说明书

本发明涉及用于降解苯胺类水相污染物的MMA‑LDH催化剂的制备方法与应用，该方法包括步骤如下：(1)将Co²⁺与Al³⁺按照比例配备混合金属盐溶液，采取共沉淀法，将混合金属盐溶液加入到氨‑氯化铵缓冲溶液中，不断搅拌并用浓氨水调节pH；(2)将混合溶液在恒温水浴中老化，冷却至室温；然后，将形成的混合物洗涤至中性；过滤，将滤饼烘干，得LDH；(3)通过离子交换法将制备的LDH层间的阴离子置换出来，将MMA掺杂到LDH层间，制得MMA‑LDH前驱体；(4)将MMA‑LDH前驱体煅烧，即得催化剂。本发明催化剂具有针对性强、催化效率高的特点，苯胺去除率可达到94.27％。

技术领域

本发明涉及一种用于降解苯胺类水相污染物的单金属酸酐微纳米LDH催化剂(MMA-LDH)的制备方法与应用，属于芳香烃基有机氮废水处理技术领域。

背景技术

随着国家经济建设日益增加和国防科技的日益提高，苯胺类水相污染物产量日益增加，苯胺类化合物包括苯胺、2-氯苯胺、2-硝基苯胺、2,4,6-三氯苯胺、2,4,5-三氯苯胺、2-氯-4-硝基苯胺等19种类。由于苯胺类化合物在水中具有极高的稳定性，其密度大于水，进入水体后会沉入水体，长时间保持不变，又由于其在水中有一定的溶解度，所以造成的水体污染会持续相当长的时间，常规的废水处理方法很难使之净化。我国环保部已将其列为优先控制污染物名单。因此研究苯胺类水相污染物的治理方法和技术十分必要。

在苯胺废水的处理过程中，催化氧化处理由于其反应温和，无二次污染，处理效率高等特点被越来越得到重视。例如：CN103420475A公开了Fenton催化降解反应处理含苯胺有机废水的方法；CN108101147A公开了一种新型催化材料催化降解化工废水的方法，能够降解茚虫威废水中对三氟甲氧基苯胺。然而，由于苯胺废水相对比较复杂以及催化剂的定向催化特性，导致催化剂老化和失活等问题，这成为制约催化技术在苯胺废水处理应用的主要因素。

LDH是一种层状双金属氢氧化物，其结构与水镁石相似，微纳米级别的LDH层状结构和层间离子、金属离子可交换性等优点一直以来用于催化过硫酸盐降解废水的催化剂。MMA(单金属酸酐)，由相同的酸酐组成的一类酸，通过MMA的掺杂强化LDH催化剂性能提升方面极具优势。目前，将MMA-LDH催化过硫酸盐降解苯胺类水相污染物，未见报道。为此，提出本发明。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于催化过硫酸盐降解苯胺类水相污染物的微纳米MMA-LDH催化剂及其制备方法。

术语说明：

LDH：是层状双金属氢氧化物的统称。

MMA：单金属酸酐，是由相同的酸酐组成的一类酸。

本发明的技术方案如下：

一种用于降解苯胺类水相污染物的MMA-LDH催化剂的制备方法，包括步骤如下：

(1)将Co²⁺与Al³⁺按照比例配备混合金属盐溶液，采取共沉淀法，将混合金属盐溶液加入到氨-氯化铵缓冲溶液中，不断搅拌并用浓氨水调节pH；

(2)将混合溶液在恒温水浴中老化，冷却至室温；然后，将形成的混合物洗涤至中性；过滤，将滤饼烘干，得LDH；

(3)通过离子交换法将制备的LDH层间的阴离子置换出来，将MMA掺杂到LDH层间，制得MMA-LDH前驱体；

(4)将MMA-LDH前驱体煅烧，即得到MMA-LDO催化剂。

根据本发明，优选的，步骤(1)中Co²⁺与Al³⁺的摩尔比为(2-5)：1，最优选3：1；

优选的，Co²⁺的金属盐为氯化钴，Al³⁺的金属盐为氯化铝；