【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污水处理，具体涉及一种类芬顿催化剂及其污水处理工艺。
技术介绍
1、近年来随着我国工业、化工、医疗领域快速发展，产生了大量的难降解有机污染物。而现有的常规污水处理技术(如活性炭吸附、膜过滤等)对有机污染物的去除效果并不理想，检出率仍然居高不下。
2、有机污染物在水体中长期存在，可能导致基因变异、内分泌干扰或致癌等健康问题，已成为亟需解决的环境生态问题之一。芬顿氧化技术由于其降解效率高、处理污染物稳定性强、使用设备简便等优点，得到了广泛地应用。然而，传统的均相芬顿技术需要在较低的ph值(2-4)条件下才可发生反应，环境适应性较差，且亚铁离子不易分离和二次利用，并在反应的过程中会产生大量的化学污泥，这严重限制了其在实际工程中的应用。
3、异相催化相较于均相催化具有无需持续投加和避免造成二次污染的特点，并且还具备高度稳定性和持久性等优势，其开发利用成为研究者们持续关注的焦点。异相芬顿氧化的效率取决于催化剂的结构性质和表面特性，如比表面积、孔体积、孔隙率、机械强度和活性位点等。此外，优质的异相催化剂及其载体还需兼备良好的结构稳定性和较长的使用寿命，因此为催化剂选取合适的载体也是实现长期高效催化氧化性能的关键。尽管许多学者在实验室规模下开发制备出了具有明显催化活性的异相催化剂，但缺乏针对不同应用场景的催化剂筛选优化和其载体的填充方式及级配优化，导致催化剂的持久性、稳定性欠缺验证。因此，异相催化剂及其载体的开发需要在深刻理解催化途径与自由基生成机理的基础上充分考虑实际应用中存在的局限性，实现效益与成本的
技术实现思路
1、现有技术中存在的问题是：常规污水处理技术(如活性炭吸附、膜过滤等)对有机污染物的降解效果不理想。针对上述问题，本专利技术提供一种类芬顿催化剂，其制备方法包括以下步骤：
2、(1)准备a溶液：将浓度为1-2m尿素水溶液与浓度为0.05-0.07m葡萄糖水溶液混合均匀得到混a溶液，所述尿素水溶液与葡萄糖水溶液的体积比为1：1；
3、(2)准备b溶液：将浓度为0.1-0.5m的fe(no3)3·9h2o水溶液与cu(no3)2·3h2o水溶液混合均匀，得到b溶液，所述fe(no3)3·9h2o水溶液与cu(no3)2·3h2o水溶液的体积比是1：1，
4、(3)边搅拌边将b溶液缓慢加入到a溶液中，得到催化剂前驱体溶液，所述a溶液与b溶液的体积比是1：1；
5、(4)将氧化铝多孔载体添加到催化剂前驱体溶液中，置于95±2℃下连续搅拌分散2h，之后，收集氧化铝多孔载体，并于85±℃下进行烘干，之后，再将收集得到的氧化铝多孔载体置于550±10℃的马弗炉在空气中煅烧2-3h，即得到类芬顿催化剂。
6、优选地，所述氧化铝多孔载体的比表面积为150-300m2/g，孔容为0.35-0.6cm3/g。
7、优选地，其特征在于，所述氧化铝多孔载体的结构为球形或蜂窝状。
8、优选地，所述氧化铝多孔载体的平均粒径为0.5-5mm。
9、优选地，氧化铝多孔载体的平均粒径具有四种不同平均粒径。
10、优选地，所述氧化铝多孔载体的平均粒径从小到大分别为0.5-1mm、1-2mm、2-4mm、3-5mm，氧化铝多孔载体按照平均粒径从小到大的质量比依次为1:1:1:1。
11、一种污水处理工艺，其采用所获类芬顿催化剂作为反应器固定器中装填的固体催化剂，具体包括以下污水处理步骤：
12、将污水与氧化剂混合得到待处理污水，待处理污水通过管道自下而上泵入固定床反应器中，从固定床反应器底部的进水口流入并从固定床反应器上部侧壁上开设的出水口流出，类芬顿催化剂与污水中的氧化剂接触后，类芬顿催化剂表面的活性位点产生强氧化性物质·oh和1o2，将吸附在类芬顿催化剂表面的有机污染物氧化降解成co2和h2o。
13、优选地，所述氧化剂为双氧水。
14、优选地，双氧水的添加量与污水中有机污染物的质量比是544-550:1，有机污染物的含量可以通过cod测定。
15、优选地，所述类芬顿催化剂按照平均粒径从小到大的顺序自上而下的装填在固定床反应内的催化剂床层中。
16、本专利技术具有如下的有益效果：
17、(1)本专利技术所获类芬顿催化剂的活性催化成分为cuo、fe2o3和cufe2o4，所述活性催化成分负载在氧化铝多孔载体上，可有效解决催化剂粉末难以回收的难题，氧化剂与类芬顿催化剂的接触表面更大，反应效率更高；
18、(2)本专利技术所用氧化铝多孔载体的结构为球形或者蜂窝状，本专利技术通过在固定床反应器中合理的填充不同粒径的类芬顿催化剂，使其对污水的处理效果更佳，可有效解决传统单一粒径催化剂在类芬顿反应中与污水水流接触不够充分的问题；
19、(3)本专利技术通过蠕动泵控制污水水流在固定床反应器中催化剂填充层的停留时间控制污水处理的效果；
20、(4)本专利技术所获类芬顿催化剂为双金属协同催化剂，催化剂中的cu+促进fe3+还原为fe2+，更多的fe2+在固液界面上催化h2o2的o-o键发生断裂，加速形成强氧化性物质(·oh和1o2)参与有机污染物的降解反应，通过强氧化性·oh和1o2的攻击，有机污染物分子被分解成小分子有机物，最终分解成co2和h2o，从而进一步提高了污水中有机污染物的降解效率；
21、(5)本专利技术所获类芬顿催化剂可以在ph＝3-11的范围内工作，具有更好的环境适应性。
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1.一种类芬顿催化剂，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种类芬顿催化剂，其特征在于，所述氧化铝多孔载体的比表面积为150-300m2/g，孔容为0.35-0.6cm3/g。
3.根据权利要求2所述的一种类芬顿催化剂，其特征在于，所述氧化铝多孔载体的结构为球形或蜂窝状。
4.根据权利要求1所述的一种类芬顿催化剂，其特征在于，所述氧化铝多孔载体的平均粒径为0.5-5mm。
5.根据权利要求4所述的一种污水处理工艺，其特征在于，类芬顿催化剂具有四种不同平均粒径。
6.根据权利要求5所述的一种污水处理工艺，其特征在于，所述类芬顿催化剂的平均粒径从小到大分别为0.5-1mm、1-2mm、2-4mm、3-5mm，类芬顿催化剂按照平均粒径从小到大的质量比依次为1:1:1:1。
7.一种污水处理工艺，其特征在于，其采用权利要求1-6任一项所获类芬顿催化剂作为反应器固定器中装填的固体催化剂，具体包括以下污水处理步骤：
8.根据权利要求7所述的一种污水处理工艺，其特征在于，所述氧化剂为双
9.根据权利要求8所述的一种污水处理工艺，其特征在于，双氧水的添加量与污水中有机污染物的质量比是544-550:1。
10.根据权利要求7所述的一种污水处理工艺，其特征在于，所述类芬顿催化剂按照平均粒径从小到大的顺序自上而下的装填在固定床反应内的催化剂床层中。
...【技术特征摘要】
1.一种类芬顿催化剂，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种类芬顿催化剂，其特征在于，所述氧化铝多孔载体的比表面积为150-300m2/g，孔容为0.35-0.6cm3/g。
3.根据权利要求2所述的一种类芬顿催化剂，其特征在于，所述氧化铝多孔载体的结构为球形或蜂窝状。
4.根据权利要求1所述的一种类芬顿催化剂，其特征在于，所述氧化铝多孔载体的平均粒径为0.5-5mm。
5.根据权利要求4所述的一种污水处理工艺，其特征在于，类芬顿催化剂具有四种不同平均粒径。
6.根据权利要求5所述的一种污水处理工艺，其特征在于，所述类芬顿催化剂的平均粒径从小到大分别...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯静，彭明国，李谱，潘炳林，杜尔登，武坤博，田丽琼，徐颖菲，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：
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