【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污水催化剂制备，具体涉及一种电解锰渣催化剂的制备方法及应用。
技术介绍
1、锰被广泛应用于钢铁、有色合金、电池材料及化工等工业及农业，主要产品包括电解金属锰、电解二氧化锰、锰系铁合金及锰矿石等，其中电解锰渣是电解液制备过程中所产生的酸浸渣，是电解锰行业的重点污染物，主要含有可溶性锰及电解锰生产过程中所添加的氨水或硫酸铵等化学试剂。我国锰矿品位较低，因此每生产1t金属锰会产生8-10t电解锰渣。目前对于电解锰渣的常规处理方法为堆存，但是堆存会消耗大面积土地，且由于电解锰渣属于第ii类一般工业固废，堆存还可能引发安全问题和环境污染，如锰渣库防渗、防漏防腐不到位污染地表、地下水；锰渣库建设、运行中坝体不稳，发生垮坝、溃坝，引发安全事故或污染水体；渣库管理不规范、不负责、导致电解锰渣无序堆放、污染周边环境等。此外，电解锰渣中含有caso4、sio2、al2o3、fe2o3、mno等，堆存会造成大量的资源浪费。因此电解锰渣无害化处理和资源化利用已经成为了电解锰渣的热点问题。
2、电解锰渣的无害化及资源化处理方法包括制备免烧砖、肥料、陶瓷材料、吸附材料等，但是其技术上存在或多或少的问题，且成本过高、资源利用率低等问题。目前将电解锰渣制备成具有催化性能的值材料，已成为一种新的高附加降低锰渣危害的有效方式。
3、施沙军等利用氢氧化钠改性电解锰渣，制备得到一种改性电解锰渣，其可以活化过硫酸盐来降解水溶液中的盐酸四环素（施沙军, 黄萍. 改性电解锰渣活化过硫酸盐降解盐酸四环素[j]. 净水技术, 2023,42
4、中国专利cn113634268a公开了一种改性电解二氧化锰废渣催化剂及其制备方法和应用，其制备方法为将电解锰渣在400-800℃下煅烧1-2h后再采用酸溶液浸渍即得，制备得到的改性电解二氧化锰废渣催化剂能在宽ph范围内催化双氧水或过硫酸盐快速、高效氧化去除水体中的抗生素、燃料和选矿废水中的浮选药剂，且具有成本低、制备过程简单等优点。
5、但是碱改性的步骤繁琐，需要加入edta等原料，容易造成二次污染；高温煅烧的能耗和碳排放量较高，且存在金属离子的浸出，因此也具有较大的局限性。因此有必要开发一种低能耗、绿色环保且工艺简单的电解锰渣催化剂的制备方法，来降解水体中的有机污染物。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本专利技术提供一种电解锰渣催化剂的制备方法及应用，将电解锰渣在200℃、无氧条件下热解、酸洗得到电解锰渣催化剂，其能作为活化过硫酸盐高效降解有机污染物的催化剂，有效去除水中污染物抗生素四环素及抗生素废水的cod去除。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供一种电解锰渣催化剂的制备方法，包括如下步骤：
3、（1）电解锰渣热解；
4、（2）粉碎、过筛得到电解锰渣粉末；
5、（3）酸洗、水洗沉淀得到电解锰渣样品；
6、（4）抽滤、干燥得到电解锰渣催化剂；
7、优选的，所述热解温度为100~200℃，升温速率为5~10℃/min，保温时间为1~2h。
8、优选的，所述热解在无氧条件下进行。
9、进一步优选的，所述无氧条件为向反应容器中通入氮气或氩气形成。
10、优选的，步骤（2）所述电解锰渣粉末的粒径为38~75μm。
11、优选的，步骤（3）所述的酸与电解锰渣粉末的质量比为15~25：1。
12、进一步优选的，步骤（3）所述的酸与电解锰渣粉末的质量比为20:1。
13、进一步优选的，所述的酸为硫酸，浓度为1~2mol/l。
14、优选的，步骤（4）所述的干燥为真空干燥。
15、进一步优选的，所述真空干燥的真空度为-0.08~-0.10mpa，温度为50~70℃，时间为8~12h。
16、本专利技术还提供一种电解锰渣催化剂在降解有机污染废水中的应用。
17、优选的，所述有机污染废水中的污染物为抗生素。
18、本专利技术的有益效果在于：
19、1、采用低温无氧热解处理方式，在200℃下对电解锰渣进行热解处理，最后经酸洗得到的了电解锰渣催化剂，使废弃物电解锰渣表面的非金属位点得到充分利用，制备得到一种能够降解水体中有机污染物的降解剂，制备方法简单高效、原料易得，适用于大规模推广应用，达到废弃物资源化利用的目的。
20、2、本专利技术制备得到的催化剂可以活化pds降解水体中的抗生素污染物——四环素，且在25 min内对tc的降解率可达96.5%，可以广泛应用于污水治理领域，且具有较宽的ph范围和不同水基质适应性，反应ph在3-9内均具有良好降解效果，因此可以进行一定的推广应用。
21、3、本专利技术制备得到的催化剂循环稳定性良好，5次循环后降解效率仍在80%以上，且金属mn浸出率低（3.078 μg/l）；将其应用于高cod抗生素废水的处理，2.5 h可去除57.50%的cod，具有实际应用前景。
22、4、本专利技术采用低温、厌氧条件下热解的方式制备电解锰渣催化剂，与高温煅烧相比，更有利于保存电解锰渣中的有机化合物，其中的有机官能团能更好地固定金属锰，减少金属离子的浸出；此外低温热解过程中还会导致电解锰渣形成一个相对稳定的碳骨架结构(c6n2)以及大量的有机含氧官能团和缺陷位点，包括n-coo和c=o，这些基团对活化pds起着至关重要的作用。
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1.一种电解锰渣催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述热解温度为100~200℃，升温速率为5~10℃/min，时间为1~2h。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述热解在无氧条件下进行。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述电解锰渣粉末的粒径为38~75μm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的酸与电解锰渣粉末的质量比为15~25：1。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述的酸为硫酸，浓度为1~2mol/L。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的干燥为真空干燥。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述真空干燥的真空度为-0.08~-0.10MPa，温度为50~70℃，时间为8~12h。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的电解锰渣催化剂在降解有机污染废水中的应用。
10.根据权利要
...【技术特征摘要】
1.一种电解锰渣催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述热解温度为100~200℃，升温速率为5~10℃/min，时间为1~2h。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述热解在无氧条件下进行。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述电解锰渣粉末的粒径为38~75μm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的酸与电解锰渣粉末的质量比为15~25：1。
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【专利技术属性】
技术研发人员：方艳芬，兰星，张兆年，杜晴，郭群洲，谈云志，田海林，黄笛，邓安平，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：
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