[發明專利]一種利用腐殖酸制備層狀腐殖酸/錳氧化物復合催化劑的方法和應用

在審

• 申請號: 202211055326.5
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115430461A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 王盼盼;邱詩藝;馬軍;王晗;伊俊達
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B01J31/04
• 分類號: B01J31/04;B01J23/34;C02F1/76;C02F101/20;C02F103/02
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 侯靜

1.一種利用腐殖酸制備層狀腐殖酸/錳氧化物復合催化劑的方法，其特征在于該方法具體是按以下步驟完成的：

一、向水源中投加次氯酸鈉、錳鹽和腐殖酸，攪拌混合，得到含有次氯酸鈉、錳和腐殖酸的水源；

二、將含有次氯酸鈉、錳和腐殖酸的水源引入到載錳濾柱、載錳濾罐或載錳濾池中，動態運行，運行過程中在濾料表面動態生成層狀腐殖酸/錳氧化物復合催化劑，得到表面含有層狀腐殖酸/錳氧化物復合催化劑的濾柱、濾罐或濾池。

2.根據權利要求1所述的一種利用腐殖酸制備層狀腐殖酸/錳氧化物復合催化劑的方法，其特征在于步驟一中所述的錳鹽為硫酸錳、硝酸錳和氯化錳中的一種或幾種；所述的水源為去離子水或污水；所述的攪拌混合的時間為0.5min～10min。

3.根據權利要求1所述的一種利用腐殖酸制備層狀腐殖酸/錳氧化物復合催化劑的方法，其特征在于步驟一中所述的含有次氯酸鈉、錳和腐殖酸的水源中錳離子的濃度為0.005mg/L～50mg/L，腐殖酸的濃度為0.1mg/L～20mg/L，次氯酸鈉的濃度為0.01mg/L～10mg/L。

4.根據權利要求1所述的一種利用腐殖酸制備層狀腐殖酸/錳氧化物復合催化劑的方法，其特征在于步驟二中所述的載錳濾柱、載錳濾罐或載錳濾池的空床接觸時間為5min～60min，動態運行10min以上在濾料表面動態生成層狀腐殖酸/錳氧化物復合催化劑。

5.根據權利要求1所述的一種利用腐殖酸制備層狀腐殖酸/錳氧化物復合催化劑的方法，其特征在于步驟二中所述的載錳濾柱、載錳濾罐或載錳濾池的制備方法是按以下步驟完成的：

一、吸附：

在往復振蕩條件下將沸石、石英砂或活性炭濾料顆粒浸入到二價錳溶液中用以吸附Mn²⁺，吸附完成后，倒掉二價錳溶液，得到吸附有Mn²⁺的濾料顆粒；

二、制備載錳濾料顆粒：

將吸附有Mn²⁺的濾料顆粒浸入到高錳酸鉀和堿的混合溶液中吸附，吸附完成后沖洗，再自然晾干，得到載錳濾料顆粒；

三、構建載錳濾柱、載錳濾罐或載錳濾池：

以載錳濾料顆粒作為濾料，以石英砂、鵝卵石和錳砂中的一種或幾種的組合作為承托層，構建載錳濾柱、載錳濾罐或載錳濾池。

6.根據權利要求5所述的一種利用腐殖酸制備層狀腐殖酸/錳氧化物復合催化劑的方法，其特征在于步驟一中所述的沸石、石英砂或活性炭濾料顆粒的粒徑為0.01mm～10mm；步驟一中所述的往復振蕩的轉速為50轉/分鐘～500轉/分鐘，振幅為10mm～30mm。

7.根據權利要求5所述的一種利用腐殖酸制備層狀腐殖酸/錳氧化物復合催化劑的方法，其特征在于步驟一中所述的二價錳溶液為硫酸錳溶液、硝酸錳溶液和氯化錳溶液中的一種或其中幾種；步驟一中所述的二價錳溶液的濃度為0.01mol/L～1mol/L；步驟一中所述的吸附的時間為0.1h～72h。

8.根據權利要求5所述的一種利用腐殖酸制備層狀腐殖酸/錳氧化物復合催化劑的方法，其特征在于步驟二中所述的高錳酸鉀和堿的混合溶液中高錳酸鉀的濃度為0.01mol/L～1mol/L，堿的濃度為0.01mol/L～1mol/L，所述的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸氫鈉和碳酸氫鉀中的一或其中幾種的混合物；步驟二中所述的吸附的時間為0.1h～72h；步驟二中所述的自然晾干的溫度為17℃～30℃；步驟二中所述的沖洗為使用去離子水、超純水或蒸餾水作為溶劑對濾料顆粒進行沖洗3次～5次。

9.根據權利要求1所述的制備方法制備的一種利用腐殖酸制備層狀腐殖酸/錳氧化物復合催化劑的應用，其特征在于層狀腐殖酸/錳氧化物復合催化劑在中性、酸性或堿性條件下用于去除含有重金屬的水中的重金屬；所述的含有重金屬的水為地表水、地下水、低溫低濁度水或污水；所述的重金屬為鐵、錳、砷、鉈、鉬或鉛。

10.根據權利要求9所述的制備方法制備的一種利用腐殖酸制備層狀腐殖酸/錳氧化物復合催化劑的應用，其特征在于層狀腐殖酸/錳氧化物復合催化劑在中性、酸性或堿性條件下用于去除含有重金屬的水中的重金屬的方法是按以下步驟完成的：

含有重金屬的水進入到表面含有層狀腐殖酸/錳氧化物復合催化劑的濾柱、濾罐或濾池中，再向含有重金屬的水中投加次氯酸鈉，攪拌均勻，動態運行，得到去除重金屬的水；所述的次氯酸鈉的投加量為0.01mg/L～10mg/L；所述的含有重金屬的水進入到表面含有層狀腐殖酸/錳氧化物復合催化劑的濾柱、濾罐或濾池中進水方式為下向流或上向流。