一種磁性納米固體酸催化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種難降解廢水處理用的磁性納米固體酸催化劑制備方法，屬環(huán)保催化劑技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]化工/制藥等行業(yè)難降解有機(jī)廢水一直是水環(huán)保領(lǐng)域的難點(diǎn)，主要原因是這些廢水中含有芳香烴(苯、甲苯、二甲苯等)、鹵代烴(氯代丁烷、溴代烷烴等)等持久性難降解有機(jī)污染物，這些有機(jī)污染物無法通過傳統(tǒng)生化處理達(dá)標(biāo)排放，近來人們把越來越多的注意力開始放在芬頓(Fenton)處理技術(shù)方面，芬頓處理技術(shù)是指利用過氧化氫(H202)與二價(jià)鐵離子(Fe2+)的混合反應(yīng)產(chǎn)生強(qiáng)氧化性羥基自由基(0H.)氧化去除難降解有機(jī)污染物，據(jù)分析數(shù)據(jù)顯示，羥基自由基的氧化電勢(shì)高達(dá)2.73 V，其氧化能力在溶液中僅次于氟氣，能夠氧化降解通常氧化劑難以氧化的芳香類化合物及一些雜環(huán)類化合物，該技術(shù)已在印染廢水、含油廢水、含酚廢水、焦化廢水、含硝基苯廢水、二苯胺廢水等廢水處理中體現(xiàn)了很廣泛的應(yīng)用。
[0003]然而，采用H202為氧化劑、Fe2+為催化劑的芬頓處理技術(shù)在工程實(shí)踐中還存在如下缺點(diǎn)，其一，反應(yīng)在酸性均相條件下進(jìn)行，反應(yīng)前后需要調(diào)節(jié)廢水的PH，需要消耗大量的酸堿，同時(shí)產(chǎn)生大量的鹽份，需要增加后續(xù)除鹽步驟，才能達(dá)標(biāo)排放，另外，鐵鹽會(huì)隨著溶液PH的變化發(fā)生沉淀，難以回收利用，因此開發(fā)非均相固體酸催化劑是近年來人們關(guān)注的熱點(diǎn)。
[0004]專利(申請(qǐng)?zhí)?201210080802.9)公開了一種二元金屬氧化物復(fù)合型固體酸催化劑的制備及在有機(jī)廢水中的應(yīng)用，將一定量比的SnC14.5H20的乙醇溶液和Fe2(S04)3混合，用氨水調(diào)節(jié)PH為9，形成溶膠，經(jīng)陳化洗滌、離心沉降、烘干、研磨過篩后和洗凈烘干的硅藻土利用球磨機(jī)劇烈攪拌混合，高溫煅燒，得到以金屬氧化物為促進(jìn)劑的錫鐵硅固體酸，能快速有效降解亞甲基藍(lán)、甲基橙、間硝基苯模擬廢水及翠蘭染料廢水、草甘膦農(nóng)藥廢水、醫(yī)藥中間體廢水，無須調(diào)節(jié)廢水的PH值，然而催化劑回收重復(fù)使用麻煩，而且催化劑制備工藝復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡(jiǎn)單、易回收的磁性納米固體酸催化劑的制備方法。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體是這樣來實(shí)現(xiàn)的:
按一定比例配制0.1-10%硅鹽溶液、0.1-10%金屬鹽溶液、0.1-10%鐵鹽溶液、0.01-1%助劑溶液，用柱塞泵組分別將硅鹽溶液、金屬鹽溶液、鐵鹽溶液及助劑溶液打入高溫高壓反應(yīng)器進(jìn)行混合、水熱反應(yīng)，然后利用磁石吸附獲得磁性納米固體酸催化劑顆粒。
[0006]所述的一種磁性納米固體酸催化劑的制備方法，其特征在于所述所述硅源選自硅酸鈉、正娃酸四乙酯其中一種或兩種。
[0007]所述的一種磁性納米固體酸催化劑的制備方法，其特征在于所述所述所述助劑選自聚乙烯醇、醋酸乙酯、聚山梨糖醇其中的一種或兩種。
[0008]所述的一種磁性納米固體酸催化劑的制備方法，其特征在于所述金屬化合物選自四氯化錫、硫酸鋯、硝酸鎳其中一種或幾種。
[0009]所述金屬化根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性納米固體酸催化劑的制備方法，其特征在于所述鐵鹽選自可溶性無機(jī)鐵鹽或有機(jī)鐵鹽。
[0010]所述的一種磁性納米固體酸催化劑的制備方法，其特征在于所述高溫高壓反應(yīng)器反應(yīng)條件是溫度380度以上，壓力25MPa以上。
[0011]本發(fā)明方法制備得到的磁性納米固體酸催化劑催化效率高、制備工藝簡(jiǎn)單、易回收，便于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1:
配制2%M硝酸鎳溶液、5%硅酸鈉溶液、0.01%聚乙烯醇溶液，用柱塞泵分別將上述溶液打入高溫高壓反應(yīng)器，控制反應(yīng)溫度390度、壓力25MPa，反應(yīng)時(shí)間2分鐘流出，用磁石吸附收集獲得磁性納米固體酸催化劑顆粒，粒徑90nm。
[0013]實(shí)施例2:
配制2%M硫酸鋯溶液、5%硅酸鈉溶液、0.01%聚乙烯醇溶液，用柱塞泵分別將上述溶液打入高溫高壓反應(yīng)器，控制反應(yīng)溫度390度、壓力25MPa，反應(yīng)時(shí)間2分鐘流出，用磁石吸附收集獲得磁性納米固體酸催化劑顆粒，粒徑80nm。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種磁性納米固體酸催化劑的制備方法，按一定比例配制0.1-10%硅鹽溶液、0,1-10%金屬鹽溶液、0.1-10%鐵鹽溶液、0.01-1%助劑溶液，用柱塞泵組分別將硅鹽溶液、金屬鹽溶液、助劑打入高溫高壓反應(yīng)器進(jìn)行混合、水熱反應(yīng)，然后用磁石吸附收集獲得磁性納米固體酸催化劑顆粒。
2.所述的一種磁性納米固體酸催化劑的制備方法，其特征在于所述硅鹽選自硅酸鈉、正娃酸四乙酯其中一種或兩種。
3.所述的一種磁性納米固體酸催化劑的制備方法，其特征在于所述助劑選自聚乙烯醇、聚山梨糖醇其中的一種或兩種。
4.所述的一種磁性納米固體酸催化劑的制備方法，其特征在于所述金屬鹽選自四氯化錫、硫酸鋯、硝酸鎳其中一種或幾種。
5.所述的一種磁性納米固體酸催化劑的制備方法，其特征在于所述鐵鹽選自可溶性無機(jī)鐵鹽或有機(jī)鐵鹽一種或幾種。
6.所述的一種磁性納米固體酸催化劑的制備方法，其特征在于所述高溫高壓反應(yīng)器反應(yīng)條件是溫度達(dá)到380度以上，壓力在25MPa以上。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種磁性納米固體酸催化劑的制備方法，按一定比例配制0.1-10%硅鹽溶液、0.1-10%金屬鹽溶液、0.1-10%鐵鹽溶液、0.01-1%助劑溶液，用柱塞泵組分別將硅鹽溶液、金屬鹽溶液、鐵鹽溶液、助劑溶液打入高溫高壓反應(yīng)器進(jìn)行混合、水熱反應(yīng)，用磁石吸附收集獲得磁性納米固體酸催化劑顆粒，本發(fā)明的磁性納米固體酸催化劑制備方法工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品易回收，便于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】B01J21-06, C02F1-72, B01J23-755, B82Y40-00
【公開號(hào)】CN104707610
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310679312
【發(fā)明人】于文利, 張?jiān)?
【申請(qǐng)人】蘇州世紀(jì)正源環(huán)保科技有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2013年12月15日