[發明專利]一種芬頓反應催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201811631763.0
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109433224A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 趙迪;喬瑞平;王亞超
• 申請（專利權）人: 知合環境（北京）有限責任公司
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J37/02;B01J35/08;B01J21/18;B01J35/10;B01J32/00;B01J37/16;C02F1/72
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 張函;王春偉

1.一種芬頓反應催化劑，其特征在于，包括催化劑主體、耐火纖維布袋以及球狀鏤空殼體；

所述催化劑主體封裝于所述耐火纖維布袋內，所述耐火纖維布袋位于所述球狀鏤空殼體中；

所述催化劑主體包括催化劑載體、第一活性組分及第二活性組分；所述催化劑載體為石墨烯多孔顆粒，所述第一活性組分包括銅的氧化物及鐵的氧化物中的至少一種，所述第二活性組分包括鈷的氧化物、錳的氧化物、鎳的氧化物及鈰的氧化物中的至少一種；所述第一活性組分及第二活性組分負載于所述催化劑載體上；所述球狀鏤空殼體的材質為塑料材質，優選為PE、PP、PVC。

2.根據權利要求1所述的芬頓反應催化劑，其特征在于，所述球狀鏤空殼體的直徑為10-100mm。

3.如權利要求1或2所述的芬頓反應催化劑的制備方法，其特征在于，包括：

(1)制備石墨烯多孔顆粒；

(2)配制第一浸漬液和第二浸漬液；其中，第一浸漬液含有鐵鹽和/或銅鹽，且第一浸漬液中各鹽總濃度為0.02～0.20mol/L；第二浸漬液含有鈷鹽、錳鹽、鎳鹽及鈰鹽中至少一種，且第二浸漬液中各鹽總濃度為0.01～0.20mol/L；

(3)將石墨烯多孔顆粒浸漬于第一浸漬液中，浸漬結束后，干燥，然后進行第一次燒結，得到負載有第一活性組分的石墨烯多孔顆粒；優選地，在浸漬之前，將所述石墨烯多孔顆粒于70-90℃干燥處理；

(4)將負載有第一活性組分的石墨烯多孔顆粒漬于第二浸漬液中，浸漬結束后，干燥，然后進行第二次燒結，得到催化劑主體；

(5)將得到的催化劑主體封裝于耐火纖維布袋內，再將耐火纖維布袋置于球狀鏤空殼體中；所述球狀鏤空殼體由兩個半球狀鏤空殼體組成。

4.如權利要求3所述的芬頓反應催化劑的制備方法，其特征在于，所述石墨烯多孔顆粒由以下方法制備：

(a)將氧化石墨烯、石墨烯和水混合，得到氧化石墨烯/石墨烯分散液，其中氧化石墨烯的濃度為0.1～5.0mg/mL；

(b)將所述氧化石墨烯/石墨烯分散液滴在疏水材料表面，使氧化石墨烯/石墨烯分散液成滴狀分散于疏水材料表面，然后經干燥，得到氧化石墨烯/石墨烯復合材料；

(c)再將所述氧化石墨烯/石墨烯復合材料在惰性氣體氛圍中進行熱還原，得到石墨烯多孔顆粒。

5.如權利要求3或4所述的芬頓反應催化劑的制備方法，其特征在于，所述鐵鹽選自硝酸鐵、硫酸亞鐵及氯化鐵中的至少一種；所述銅鹽選自硝酸銅、硫酸銅及氯化銅中的至少一種。

6.如權利要求3或4所述的芬頓反應催化劑的制備方法，其特征在于，所述鈷鹽、錳鹽、鎳鹽及鈰鹽的陰離子分別獨立地選自硫酸根、硝酸根及氯離子中的一種。

7.如權利要求3或4所述的芬頓反應催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，石墨烯多孔顆粒在第一浸漬液中的填充率小于等于50％；浸沒時間為30分鐘～300分鐘；優選地，所述第一浸漬液經外部管道由第一浸漬液的底部回流至第一浸漬液頂部，或由第一浸漬液的頂部回流至第一浸漬液底部，第一浸漬液的回流比為20％～100％。

8.如權利要求3或4所述的芬頓反應催化劑的制備方法，其特征在于，第一次燒結的燒結溫度為350～650℃，保溫時間為10～60分鐘。

9.如權利要求3或4所述的芬頓反應催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，石墨烯多孔顆粒在第二浸漬液中的填充率小于等于90％；浸沒時間為30分鐘～200分鐘；優選地，所述第二浸漬液經外部管道由第二浸漬液的底部回流至第二浸漬液頂部，或由第二浸漬液的頂部回流至第二浸漬液底部，第二浸漬液的回流比為100％～300％。

10.如權利要求3或4所述的芬頓反應催化劑的制備方法，其特征在于，第二次燒結的燒結溫度為400～650℃，保溫時間為10～60分鐘。