[发明专利]一种用于水处理的赤泥基光芬顿催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明属于环境化学工程技术领域，具体涉及一种用于水处理的赤泥基光芬顿催化剂及其制备方法与应用。本发明要解决的技术问题是为赤泥资源化利用提供一种新选择。本发明的技术方案是一种用于水处理的赤泥基光芬顿催化剂的制备方法，包括如下步骤，将赤泥加入到水中，搅拌条件下加入生物质，高压釜中50～350℃加热2～18小时；冷却至室温，干燥，得到暗红色的固体，即可得赤泥基复合光芬顿催化剂。本发明将生物质与赤泥共水热进行改性，脱碱、还原金属氧化物，可以制备一种高效的光芬顿催化剂。这种方法具有制备工艺简单，原材料来源广泛、廉价，制备出的生物质改性赤泥基光芬顿催化剂活性高，并将其用于降解难降解有机废水处理。

技术领域

本发明属于环境化学工程技术领域，具体涉及一种用于水处理的赤泥基光芬顿催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

由于工农业生产等人类活动，废水排放量日益增加，其中印染废水、垃圾渗滤液、化工废水等有机难降解废水受到普遍关注，因其中含有大量有毒、致癌、致突变物质，对其进行有效处理迫在眉睫¹。目前，有机废水的处理方法主要有物理法、化学法、生物法等，其中隶属于化学法的高级氧化技术，通过产生强氧化性的·OH等自由基，可将难降解有机物降解甚至彻底矿化为无毒的CO₂和H₂O，是难降解废水预处理和深度处理的有效技术，也是废水处理领域的研究热点。高级氧化技术中的光芬顿技术，由于可以利用光照加快H₂O₂催化氧化分解产生·OH，反应速率比传统的芬顿/类芬顿技术大大提高，更可以克服传统芬顿技术的Fe²⁺流失，不易重复利用、易于造成二次污染等缺点，还可以利用太阳能而降低处理成本，成为近年来水处理领域重点研究的技术²。此外，光芬顿技术还具有方法简单、适用废水pH范围宽、反应速率快，操作简便、污染物降解无选择性等优点³。光芬顿氧化技术发展的趋势还在于研制高性能、廉价的光芬顿催化剂。

赤泥是制铝工业提炼氧化铝时排放出的一种固体废渣⁴，且碱性很高、由于其大量堆存给生态环境带来了巨大的压力，同时，赤泥也是一种极具价值的资源。赤泥在环保中的应用可将赤泥变废为宝，解决部分环境问题，但一般存在流程长、工艺复杂、利用率低、低值化利用等问题⁵。因此探究高效、简单、高值化赤泥利用技术成为当前研究的重点。

目前，将赤泥改性应用于水处理方面主要作为催化剂和吸附剂。赤泥光芬顿催化剂改性又分为赤泥负载改性和联合改性两种，前者是将某些金属离子或者氧化物负载于赤泥上，但往往都需要将赤泥进行酸化或者煅烧处理，然后采用常规的浸渍或者共沉淀法制备负载金属离子或者氧化物的催化剂。联合改性是指将酸改性、焙烧、微波煅烧、及负载改性中的两种或者多种结合起来，以达到改善赤泥理化性质的目的^5-8。这类方法往往制备工艺繁杂，而且通过强酸、强碱对赤泥进行处理存在较大的安全隐患⁶。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为赤泥资源化利用提供一种新选择。

本发明的技术方案是一种用于水处理的赤泥基光芬顿催化剂的制备方法，包括如下步骤，将赤泥加入到水中，搅拌条件下加入生物质，高压釜中50～350℃加热2～18小时；冷却至室温，干燥，得到暗红色的固体，即可得赤泥基复合光芬顿催化剂。

其中，所述水为去离子水。

进一步的，所述生物质为甘蔗渣、花生壳或枫叶。

具体的，所述赤泥与生物质的质量比为0.5～10︰1。

优选的，所述赤泥与生物质的质量比为1︰1。

其中，所述赤泥与水的质量比为1︰40。

优选的，于高压釜中140℃加热16小时。

具体的，所述干燥温度为50～100℃。