一种应用于非均相芬顿体系的铁碳催化剂制备方法技术

本发明专利技术涉及一种应用于非均相芬顿体系的铁碳催化剂制备方法。此法主要是以聚四氟乙烯为改性原料，将铁碳浸渍后，在氮气保护下煅烧。该法制备的催化剂能够有效地降低铁的浸出率，延长使用寿命，并能在一定程度上解决铁碳表面易结垢现象，降低了出水的铁泥含量。该催化剂尤其适用于近中性条件下的非均相芬顿反应，能够高效降解有机物废水，具有催化性能好、使用寿命长、价格低廉等优点，具有较好的环保应用前景。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及。此法主要是以聚四氟乙烯为改性原料，将铁碳浸渍后，在氮气保护下煅烧。该法制备的催化剂能够有效地降低铁的浸出率，延长使用寿命，并能在一定程度上解决铁碳表面易结垢现象，降低了出水的铁泥含量。该催化剂尤其适用于近中性条件下的非均相芬顿反应，能够高效降解有机物废水，具有催化性能好、使用寿命长、价格低廉等优点，具有较好的环保应用前景。【专利说明】
本专利技术属于环境工程
，涉及一种应用于非均相芬顿体系的铁碳催化剂改性方法。
技术介绍
芬顿氧化是是高级氧化技术中重要氧化处理技术具有操作过程简单、反应速度快、设备简便、环境友好等特点。提供催化剂Fe2+的同时外加H2O2,从而将H2O2转化成强氧化能力的羟基自由基(.0H)达到有机物降解矿化。反应过程如下:Fe2++H202 — Fe3++0H>.0H目前，芬顿氧化主要是直接向溶液中加入均相铁离子。但均相铁离子pH适用范围窄，溶液含铁浓度高，导致后处理过程产生大量铁泥，增加了处理成本。非均相芬顿催化剂正好可以克服这些缺点，少量浓度的铁离子溶出可以降低溶液中的铁离子浓度，减少铁泥的产生，还可以拓宽pH适用范围。因此，开发出催化效果好，寿命长，pH适用范围宽，价格低廉的非均相芬顿催化剂具有极大的工业应用价值。铁碳微电解在工业上应用比较成熟，通常是以铁碳填料自身所含的零价铁(Fe°)的还原作用和微电解后产生的铁离子絮凝作用去除废水中的污染物。铁碳微小颗粒会在溶液中组成很多微小的原电池。Fetl在体系中失去电子变成Fe2+后，正好可以作为芬顿的催化齐U。虽然目前工业生产的铁碳填料价格十分低廉，在工业上有极大的应用价值，但其铁的浸出率极高，产生大量铁泥，铁碳表面也容易结垢，从而不利于芬顿的进行并降低废水处理效果，缩短催化剂寿命。如何在工业铁碳催化剂的基础上研发简单高效的改性制备方法，在保持高催化性能的前提下，降低铁泥产生，具有重要的应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过改性降低铁碳填料的铁离子浸出率，延长铁碳使用寿命，开发出在芬顿体系适用的非均相铁碳催化剂。本专利技术提出的催化剂制备过程如下:I)将铁碳浸泡在无水乙醇中超声清洗30_60min，过滤后再用无水乙醇清洗数次。(2)取晾干后的铁碳浸溃在10% -30%的聚四氟乙烯溶液l_2h后，抽滤。(3)将抽滤后的铁碳，于200°C _400°C通氮气保护下煅烧30_60min。本专利技术具有以下的突出特点和有益效果:(I)利用聚四氟乙烯将铁碳表面包覆起来，成功地降低了铁离子的大量浸出，减少了出水铁泥含量，并在一定程度上解决了铁碳表面结构问题。(2)制备过程简单，易于工业化生产，选用工业生产的铁碳填料，价格低廉，通过改性延长了催化剂使用寿命，经济性好。(3)改性后催化剂铁离子的浸出降低3-5倍，应用于非均相芬顿体系中，可以有效的降解酚类等难生物降解有机物，并能拓宽pH适用范围，尤其在近中性pH条件下。【专利附图】【附图说明】图1为铁碳改性前的电镜扫描图。图2为铁碳改性后的电镜扫描图。【具体实施方式】本专利技术通过以下实施例结合附图进一步详述。(I)本专利技术的改性方法本专利技术主要是改性工业成型铁碳填料。首先进行铁碳预处理，将颗粒状的铁碳填料浸泡在无水乙醇中，超声30min后过滤。然后将铁碳浸溃在20%聚四氣乙稀溶液中Ih,过滤后在通氮气的条件下，400°C煅烧30min即可。(2)该实施例所获得效果该实例改性前的铁碳SEM如图1所示，改性后的铁碳SEM如图2所示。可以看到改性之前，铁碳表面多孔，且粗糙不均匀；改性之后表面明显覆盖了一层高分子膜，并且可以从图2中的较小附图得知，改性后的铁碳表面覆盖的是一层高分子纤维状的薄膜。这样的改性后铁碳表面结构大大减低了铁碳与溶液之间的接触面积，从而有效地降低了铁离子的浸出率。废水为120mg/L的2，4_ 二氯酚，pH=6.7,0.05M无水硫酸钠作为电解质溶液，溶液体积为150mL，每次反应加入500mg/L的H202、0.9g改性铁碳催化剂。分别采用原始铁碳和改性制备的铁碳为催化剂，非均相芬顿处理该废水2h的效果对比如下表。【权利要求】1.。具体制备过程如下:(1)将铁碳浸泡在无水乙醇中超声清洗30-60min，过滤后再用无水乙醇清洗数次。(2)取晾干后的铁碳浸溃在10%-30%的聚四氟乙烯溶液l_2h后，抽滤。(3)将抽滤后的铁碳，于200°C_400°C通氮气保护下煅烧30-60min。2.根据权利要求1所述方法制备的铁碳作为非均相芬顿催化剂应用于有机废水处理。【文档编号】C02F101/36GK103464160SQ201310442419【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日 【专利技术者】周明华, 张超, 于新民 申请人:南开大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于非均相芬顿体系的铁碳催化剂制备方法。具体制备过程如下：(1)将铁碳浸泡在无水乙醇中超声清洗30?60min，过滤后再用无水乙醇清洗数次。(2)取晾干后的铁碳浸渍在10％?30％的聚四氟乙烯溶液1?2h后，抽滤。(3)将抽滤后的铁碳，于200℃?400℃通氮气保护下煅烧30?60min。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明华，张超，于新民，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：