[發(fā)明專利]吸附性可再生的改性活性炭及其在廢水處理中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011001220.8
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112156752B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳徐;陸之毅;陳亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/34;B01J23/745;B01J35/10;C02F1/28;B01J20/30;C02F101/30
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

本發(fā)明公開了一種吸附性可再生的改性活性炭及其在廢水處理中的應(yīng)用。所述改性活性炭的制備方法包括：至少使鐵鹽與至少含有氧、氮元素中任意一種的化合物溶于第一溶劑而形成催化劑前驅(qū)體溶液；至少將活性炭分散在第二溶劑中形成活性炭分散液；將所述催化劑前驅(qū)體溶液與活性炭分散液混合形成混合液相體系，并使其中的活性炭充分吸附催化劑前驅(qū)體；將吸附有催化劑前驅(qū)體的活性炭從所述混合液相體系中分離出并進(jìn)行干燥處理，之后在保護(hù)性氣氛中進(jìn)行高溫處理，獲得吸附性可再生的改性活性炭。本發(fā)明制備的改性活性炭具有優(yōu)異的吸附性能和高效原位芬頓催化性能，且吸附性能可實現(xiàn)再生；同時本發(fā)明提供的改性活性炭可應(yīng)用于廢水處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料和環(huán)境催化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種吸附性可再生的改性活性炭及其在廢水處理中的應(yīng)用，尤其涉及一種負(fù)載單原子催化劑的吸附性可再生的改性活性炭及其制備方法，負(fù)載單原子催化劑的吸附性可再生的改性活性炭的原位芬頓再生方法、及吸附性可再生的改性活性炭在廢水處理中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境問題也成為世界兩大難題之一。水體污染所造成的環(huán)境污染，已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)的重大問題，尤其是在發(fā)展中國家和不發(fā)達(dá)國家。例如電鍍廢水中的重金屬離子和絡(luò)合劑、紡織印染廢水中的染料、制藥廢水中的有機(jī)中間體、生活污水中的微生物以及農(nóng)業(yè)污水中的化肥和農(nóng)藥等都會造成水體的污染，它們能夠進(jìn)入河流、湖泊等地表水，以及滲入地下水中，直接或間接地影響包括人體在內(nèi)的生物有機(jī)體。其中，有機(jī)污染物危害嚴(yán)重，并且難以處理。一般有機(jī)污染物會造成水體COD增加，導(dǎo)致生物窒息死亡，引起水體發(fā)臭；會造成水體氮磷含量增加，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，藻類生長。有毒有機(jī)污染物多數(shù)屬于人工合成，例如農(nóng)藥，染料，洗滌劑等，難以被微生物降解，會沿著食物鏈傳遞，并且在生物體內(nèi)富集，而產(chǎn)生更大的毒害。它們會引起免疫系統(tǒng)，內(nèi)分泌系統(tǒng)以及生殖系統(tǒng)受損，甚至導(dǎo)致畸形和癌癥。因此，除去廢水中的有機(jī)污染物至關(guān)重要。

目前，有機(jī)污水處理的方法主要有吸附法、絮凝法、生物法和先進(jìn)氧化法等。其中，吸附法工藝最為簡單，操作最為方便，除去效率高，但吸附劑價格較為昂貴。常用的吸附劑主要是活性炭，全世界產(chǎn)量在80-100萬噸，中國產(chǎn)量在40-50萬噸，根據(jù)活性炭的質(zhì)量，價格在3000-12000元/噸不等。產(chǎn)量少，價格高，限制了應(yīng)用。因此，活性炭的再生利用顯得十分重要。現(xiàn)有的活性炭自身無法再生，主要采用回轉(zhuǎn)爐高溫活化再生，存在著能耗高，成本高等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種吸附性可再生的改性活性炭及其在廢水處理中的應(yīng)用，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：

本發(fā)明實施例提供了一種吸附性可再生的改性活性炭的制備方法，其包括：

至少使鐵鹽與至少含有氧、氮元素中任意一種的化合物溶于第一溶劑而形成催化劑前驅(qū)體溶液；

至少將活性炭分散在第二溶劑中形成活性炭分散液；

將所述催化劑前驅(qū)體溶液與活性炭分散液混合形成混合液相體系，并使其中的活性炭充分吸附催化劑前驅(qū)體；

將吸附有催化劑前驅(qū)體的活性炭從所述混合液相體系中分離出并進(jìn)行干燥處理，之后在保護(hù)性氣氛中于600～900℃進(jìn)行高溫處理，獲得吸附性可再生的改性活性炭。

本發(fā)明實施例還提供了由前述方法制備的吸附性可再生的改性活性炭，所述改性活性炭中Fe單原子的負(fù)載量為0.3-1wt％。

本發(fā)明實施例還提供了前述的吸附性可再生的改性活性炭于廢水處理中的用途。

本發(fā)明實施例還提供了一種廢水處理方法，其包括：使至少含有有機(jī)污染物的廢水與前述的吸附性可再生的改性活性炭接觸，從而使所述廢水中至少部分的有機(jī)污染物被所述改性活性炭吸附。

本發(fā)明實施例還提供了一種吸附性可再生的改性活性炭的原位芬頓再生方法，其包括：