本发明涉及一种处理废水催化剂制备方法，特别是涉及一种用于电催化降解有机废水催化剂制备方法。
背景技术：
近年来，随着造纸、塑料、纺织等行业的高速发展，人们合成了越来越多的有机物，其中对人类健康和生态环境产生严重威胁的难生物降解的有机污染物种类和数量也日益増多，并伴随产生大量的有机污染物废水。由于大部分废水中残留的有机物为难降解物质，而现阶段使用传统的废水处理方法如物化法和生化法处理难降解有机废水出水很难达标，因此必须对有机废水进行深度处理。近些年来电催化法作为主要的深度处理方法由于不需要投加太多额外化学药剂，可将有机污染物完全氧化成CO2和H2O、反应条件温和、占地小、处理设备简单、可控制性强等优点，受到国内外研究者的青睐。
但传统二维电极体系的电催化法，由于其固有的一些缺陷，如比表面积小，电能利用效率低能耗大，运行与建设成本高等问题，严重地制约了它的应用。相比于传统二维电极的电催化法，三维电极的电催化法提髙了电催化的反应面积、处理效率以及电能利用效率。而三维电极的电催化法的关键技术在于催化剂及活性效果。
目前，研究活性炭负载金属离子催化剂成为该领域的研究热点。公开号为CN 104383953 A的专利申请公开了一种活性炭负载的钴催化剂及其制备方法和应用，该方法制备条件苛刻，降解废水时需要过氧化氢，大大增加了降解废水成本，成效低，而且由于钴属于有毒金属，容易产生二次污染。公开号为CN 105457643 A的一种用于电催化降解有机废水的活性炭负载型催化剂的制备方法，该方法中使用稀土金属使生成成本提高，催化剂不易回收，容易产生二次污染。因此，开发或优化现有技术制备出一种低成本、耗时短、可再生回用、无二次污染的新型催化剂是目前本领域的主要问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于电催化降解有机废水催化剂制备方法，本发明将煤质活性炭、非晶Fe78Si13B9和磁性纳米 Fe3O4相结合，通过原位沉淀法合成煤质活性炭负载非晶Fe78Si13B9/纳米Fe3O4催化剂，制备出集吸附-催化-内电解-磁分离于一体的催化剂，解决催化剂难以分离回收及有机物高效去除问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
用于电催化降解有机废水催化剂制备方法，该方法为一种制备新型高催化活性煤质活性炭负载非晶Fe78Si13B9/纳米Fe3O4催化剂的方法，所述方法包括以下过程：
（1）煤质活性炭载体的预处理：用去离子水将活性炭载体洗至中性，同时去除表面的灰分和其他杂质，置于100℃烘干；在1mol/L的稀硝酸中煮沸30min，冷却后洗至中性并超声清洗20min，最后置于80℃下烘干备用；
（2）原位沉淀法制备催化剂：首先，将上述预处理的煤质活性炭粉和非晶Fe78Si13B9粉体分散到蒸馏水中并置于三口烧瓶中，在氮气气氛的保护下，加入浓度为1摩尔每升的FeSO4.7H2O的溶液10-30毫升，溶液温度经水浴加热至75℃-95℃；然后以5毫升/分钟的速度滴加浓度为3摩尔每升NaOH溶液15-35毫升，边滴加边搅拌，滴加完毕后，再充分搅拌5分钟；接着加入浓度为1摩尔每升NaNO3溶液5-30毫升，保持体系反应2小时；最后经磁分离出反应产物，所得反应产物用水、乙醇交替洗涤5次，经烘箱真空干燥12小时，干燥后的反应产物在研钵中研磨后过200目筛得到煤质活性炭负载非晶Fe78Si13B9/纳米Fe3O4催化剂。
所述的用于电催化降解有机废水催化剂制备方法，所述预处理的煤质活性炭粉加入量为30-200克。
所述的用于电催化降解有机废水催化剂制备方法，所述非晶Fe78Si13B9粉体加入量为20-200克。
本发明的优点与效果是：
1.本发明的一种煤质活性炭负载非晶Fe78Si13B9/纳米Fe3O4催化剂，集合了煤质活性炭的吸附性，非晶Fe78Si13B9高催化活性和纳米 Fe3O4的磁性，使该催化剂具有吸附-催化-内电解-磁分离于一体的特性，同时该催化剂可分离回收，对有机物高效去除，无二次污染。
2.本发明使用的制备方法为原位沉淀法，相比于用溶胶-凝胶制备活性炭负载型催化剂，工艺简单，不需要高温焙烧，同时实验所需材料价格低廉，不需要稀有金属等价格昂贵的材料，生产成本低。
3.本发明方法操作简单、设备易得，工艺流程简单、投资成本低，且制得的催化剂在电催化降解有机废水过程中无需另外添加其它氧化剂，有利于大规模产业化应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
本发明提供一种制备新型高催化活性煤质活性炭负载非晶Fe78Si13B9/纳米Fe3O4催化剂的方法，具体步骤如下：
（1）煤质活性炭载体的预处理：用去离子水将活性炭载体洗至中性，同时去除表面的灰分和其他杂质，置于100℃烘干。在1mol/L的稀硝酸中煮沸30min，冷却后洗至中性并超声清洗20min，最后置于80℃下烘干备用。
（2）原位沉淀法制备催化剂：首先，将上述预处理的煤质活性炭粉（加入量30克）和非晶Fe78Si13B9粉体（加入量30克）分散到蒸馏水中并置于三口烧瓶中，在氮气气氛的保护下，加入浓度为1摩尔每升的FeSO4.7H2O的溶液10毫升，溶液温度经水浴加热至75℃；然后以5毫升/分钟的速度滴加浓度为3摩尔每升NaOH溶液20毫升，边滴加边搅拌，滴加完毕后，再充分搅拌5分钟；接着加入浓度为1摩尔每升NaNO3溶液10毫升，保持体系反应2小时；最后经磁分离出反应产物，所得反应产物用水、乙醇交替洗涤5次，至溶液pH为中性，经烘箱真空干燥12小时，干燥后的反应产物在研钵中研磨后过200目筛得到煤质活性炭负载非晶Fe78Si13B9/纳米Fe3O4催化剂。
实施例2
本发明提供一种制备新型高催化活性煤质活性炭负载非晶Fe78Si13B9/纳米Fe3O4催化剂的方法，具体步骤如下：
（1）煤质活性炭载体的预处理：用去离子水将活性炭载体洗至中性，同时去除表面的灰分和其他杂质，置于100℃烘干。在1mol/L的稀硝酸中煮沸30min，冷却后洗至中性并超声清洗20min，最后置于80℃下烘干备用。
（2）原位沉淀法制备催化剂：首先，将上述预处理的煤质活性炭粉（加入量100克）和非晶Fe78Si13B9粉体（加入量150克）分散到蒸馏水中并置于三口烧瓶中，在氮气气氛的保护下，加入浓度为1摩尔每升的FeSO4.7H2O的溶液20毫升，溶液温度经水浴加热至80℃；然后以5毫升/分钟的速度滴加浓度为3摩尔每升NaOH溶液25毫升，边滴加边搅拌，滴加完毕后，再充分搅拌5分钟；接着加入浓度为1摩尔每升NaNO3溶液15毫升，保持体系反应2小时；最后经磁分离出反应产物，所得反应产物用水、乙醇交替洗涤5次，至溶液pH为中性，经烘箱真空干燥12小时，干燥后的反应产物在研钵中研磨后过200目筛得到煤质活性炭负载非晶Fe78Si13B9/纳米Fe3O4催化剂。
实施例3
本发明提供一种制备新型高催化活性煤质活性炭负载非晶Fe78Si13B9/纳米Fe3O4催化剂的方法，具体步骤如下：
（1）煤质活性炭载体的预处理：用去离子水将活性炭载体洗至中性，同时去除表面的灰分和其他杂质，置于100℃烘干。在1mol/L的稀硝酸中煮沸30min，冷却后洗至中性并超声清洗20min，最后置于80℃下烘干备用。
（2）原位沉淀法制备催化剂：首先，将上述预处理的煤质活性炭粉（加入量150克）和非晶Fe78Si13B9粉体（加入量200克）分散到蒸馏水中并置于三口烧瓶中，在氮气气氛的保护下，加入浓度为1摩尔每升的FeSO4.7H2O的溶液30毫升，溶液温度经水浴加热至95℃；然后以5毫升/分钟的速度滴加浓度为3摩尔每升NaOH溶液30毫升，边滴加边搅拌，滴加完毕后，再充分搅拌5分钟；接着加入浓度为1摩尔每升NaNO3溶液20毫升，保持体系反应2小时；最后经磁分离出反应产物，所得反应产物用水、乙醇交替洗涤5次，至溶液pH为中性，经烘箱真空干燥12小时，干燥后的反应产物在研钵中研磨后过200目筛得到煤质活性炭负载非晶Fe78Si13B9/纳米Fe3O4催化剂。