[發(fā)明專利]一種農(nóng)業(yè)秸稈生物炭負載納米Co3

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011077418.4
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112121800A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設計）人: 柴波;閆俊濤;范國枝;王春蕾;程群鵬;宋光森
• 申請（專利權）人: 武漢輕工大學
• 主分類號: B01J23/75
• 分類號: B01J23/75;B01J35/10;C02F1/72;C02F101/38
• 代理公司: 北京思創(chuàng)大成知識產(chǎn)權代理有限公司 11614
• 代理人: 高爽

本發(fā)明屬于有機污染物催化降解材料制備領域，公開了一種農(nóng)業(yè)秸稈生物炭負載納米Co₃O₄復合催化劑及制備方法。該方法包括如下步驟：對農(nóng)業(yè)秸稈進行清洗、烘干、粉碎過篩，得到秸稈粉末并進行煅燒、冷卻，得到初級生物炭粉末，然后與KOH水溶液進行混合、攪拌和烘干，得到初級生物炭與KOH的混合物并進行煅燒、冷卻、洗滌、真空干燥，得到具有多孔結構的高表面積活化生物炭，然后與乙醇進行混合，得到懸浮液并與CoCl₂·6H₂O和NH₄HCO₃混合并進行攪拌、洗滌和烘干，得到生物炭復合催化劑前驅體并進行研磨、煅燒、冷卻，得到農(nóng)業(yè)秸稈生物炭負載納米Co₃O₄復合催化劑。本發(fā)明可解決單一金屬氧化物Co₃O₄催化效率低且不穩(wěn)定易造成環(huán)境二次污染的問題。

技術領域

本發(fā)明屬于有機污染物催化降解材料制備領域，更具體地，涉及一種農(nóng)業(yè)秸稈生物炭負載納米Co₃O₄復合催化劑及制備方法。

背景技術

當前，抗生素被廣泛用于人類和動物疾病的治療與預防，但因其在人和動物體內(nèi)不能被完全吸收，而部分地排出體外并進入水體環(huán)境中。多種類型的抗生素已在地表水和地下水中檢測出，表明抗生素已給水體環(huán)境造成了不良影響，進而危害著人類的健康。因此，如何有效地去除水體環(huán)境中的抗生素成為亟待解決的環(huán)境污染問題。

高級氧化技術是通過不同途徑產(chǎn)生強氧化性的活性物將有機污染物氧化降解為無害的小分子產(chǎn)物的技術，它能夠解決上述環(huán)境中水體的抗生素問題。傳統(tǒng)的高級氧化技術是以產(chǎn)生羥基自由基(·OH)來去除抗生素，但該方法存在一定弊端，如·OH自由基存在時間短，來不及反應就消失，且易被其他無機離子淬滅而失活。近年來，活化過硫酸鹽高級氧化技術作為代替?zhèn)鹘y(tǒng)高級氧化技術發(fā)展迅速，它是以產(chǎn)生硫酸根自由基SO₄·-為主要活性物的一種新型高級氧化技術。相比傳統(tǒng)的羥基自由基高級氧化，硫酸根自由基具有更強的氧化性、壽命更長、選擇性更高、水體酸堿度影響小且活化方式更多，因而在水污染防治領域顯示了極佳的應用前景。

非均相催化活化過硫酸鹽是通過固體催化劑來活化過硫酸鹽產(chǎn)生硫酸根自由基，這種方式活化效率高，催化劑易于分離、回收和重復利用。在金屬氧化物中，Co₃O₄表現(xiàn)出優(yōu)異的性能來催化活化過硫酸鹽降解水體中的污染物，但活化反應過程中鈷離子的浸出會對環(huán)境造成二次污染且催化效率低。

因此，目前亟待提出一種能夠改善Co₃O₄催化活化過硫酸鹽降解水體中污染物的效果的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提出一種農(nóng)業(yè)秸稈生物炭負載納米Co₃O₄復合催化劑及制備方法。本發(fā)明以農(nóng)業(yè)秸稈生物炭作為載體，負載Co₃O₄活化過硫酸鹽氧化降解有機污染物可有效地解決單一金屬氧化物Co₃O₄催化效率低且不穩(wěn)定易造成環(huán)境二次污染的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供了一種農(nóng)業(yè)秸稈生物炭負載納米Co₃O₄復合催化劑的制備方法，該方法包括如下步驟：

S1：對農(nóng)業(yè)秸稈進行清洗、烘干、粉碎過篩，得到秸稈粉末，對所述秸稈粉末進行煅燒、冷卻，得到初級生物炭粉末；

S2：將所述初級生物炭粉末研磨后與KOH水溶液進行混合、攪拌和烘干，得到初級生物炭與KOH的混合物；對所述初級生物炭與KOH的混合物進行煅燒、冷卻、洗滌、真空干燥，得到具有多孔結構的高表面積活化生物炭；