一种掺杂粉煤灰的过硫酸盐活化剂的制备方法与流程

本发明是一种掺杂粉煤灰的过硫酸盐活化剂的制备方法，属于过硫酸盐高级氧化。

背景技术：

1、过硫酸盐高级氧化相比常用的fenton高级氧化，存在自由基(so4-·)持续时间较长、ph适用范围广和前体氧化剂稳定等优势，近年来受到研究者的高度关注。非均相活化过硫酸盐高级氧化是投加非均相固体活化剂活化过硫酸盐产生大量自由基从而高效氧化有机物的技术。该技术由于产生的铁泥量少，无需调节ph，对于将过硫酸盐高级氧化从实验室研究推广到实际应用有着巨大的帮助。所以，开发高效、实用的过硫酸盐非均相活化剂显得至关重要。

2、cn113976117a的中国专利申请公开了一种用于催化过硫酸盐氧化有机物的零价铝/含铁粘土复合材料的制备方法及应用。制备步骤包括：将微米级零价铝与含铁粘土以质量比为1:1混合，置于玛瑙球磨罐中，加入球料质量比为20-50:1的玛瑙球，将玛瑙罐放入真空套抽真空后开始球磨，球磨时间控制在0.5-4小时，球磨旋转速率控制在200-800rpm，球磨结束后将混合粉末放入手套箱烘干，得到用于活化过硫酸盐的零价铝/含铁粘土复合活化剂。结果显示，不同含铁粘土对活化过硫酸盐降解4-氯酚效果差别较大，零价铝/绿脱石＞零价铝/蒙脱石＞零价铝/凹凸棒。

3、cn114210336a号中国专利申请公开了一种活化过硫酸盐用活化剂及其制备方法。其步骤包括：将碳源、钴源和钼源混合溶于溶剂中，搅拌均匀，在160-200℃下反应5-10小时，随后洗涤离心，得到钼掺杂的co-mof前驱体；在惰性气氛下煅烧所述前驱体，得到所述载体；将所述载体加入到乙醇和乙二醇的混合溶液中，搅拌均匀，随后在惰性气氛下依次加入七水硫酸亚铁和四水乙酸钴，在搅拌的同时滴加硼酸盐溶液，离心洗涤，冷冻干燥，即得到含有纳米零价铁和纳米四氧化三钴的有机框架结构的碳质复合过硫酸盐活化剂，该活化剂对活化过硫酸盐降解苯酚有着不错的效果。

4、上述专利分别利用粘土类矿物中的铁组分和活性零价铝协同活化过硫酸盐，采用纳米零价铁和纳米四氧化三钴的有机框架结构的碳质材料协同活化过硫酸盐，对有机物均有着不错的去除效果。但这些活化剂仍属于粉体类过硫酸盐活化剂，而且制备步骤复杂，活性组分价格昂贵，不利于实际应用。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种掺杂粉煤灰的过硫酸盐活化剂的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种掺杂粉煤灰的过硫酸盐活化剂的制备方法，包括如下步骤：将红粘土、高岭土、硅藻土、粉煤灰、助熔剂、活性组分粉末混合均匀，滴入适量的粘结剂，人工搓制成球体形状，将成型后的前驱体陈化、干燥、煅烧得到掺杂粉煤灰的过硫酸盐陶瓷活化剂。

3、进一步地，所述红粘土、高岭土、硅藻土、粉煤灰、助熔剂、活性组分按质量比例为：红粘土2-5份；高岭土1-3份；硅藻土1-3份；粉煤灰0.5-3份；助熔剂0.3-1份；活性组分0.5-2份。

4、进一步地，所述活性组分的粒径在100目以下，红粘土、高岭土、硅藻土、粉煤灰、助熔剂的粉末原料粒径在500目以下。

5、进一步地，所述助熔剂为氢氧化钙、氧化钙、氧化镁、硼酸中的一种或多种的混合。

6、进一步地，所述活性组分为还原铁粉、纳米零价铁、铁粉中的一种或多种的混合。

7、进一步地，所述粘结剂为水、硝酸、醋酸中的一种或多种的组合。

8、进一步地，所述粘结剂与占总粉体原料质量比例为15～35％。

9、进一步地，成型后的所述前驱体在室温下陈化0.5-12小时。

10、进一步地，成型后的所述前驱体在105-120℃下干燥2-12小时。

11、进一步地，干燥后的所述前驱体在500-1100℃下煅烧2-6小时。

12、本发明的有益效果：

13、通过粘土类矿物、粉煤灰和活性组分的烧结定型，成功获得球形的过硫酸盐陶瓷活化剂，该活化剂强度高，活性组分被固定在载体上不易流失，原料廉价易得，采用被业界公认对过硫酸盐活化有效的零价铁作活性组分，廉价的粘土类矿物作烧结材料，以及工业废料粉煤灰作烧结集料，实现工业固体废弃物的再利用，为过硫酸盐高级氧化技术的实际应用提供新的思路。

14、原料中红粘土、高岭土、硅藻土均为粘土类矿物，但其元素组成和比例不同，合适的硅铝元素配比能提高陶瓷体的烧结强度；原料中粉煤灰是含有较多的氧化钙、氧化镁的硅酸盐复合物，具有助熔和潜在的烧结特性，可作为粘土类矿物的助熔材料和陶瓷体的烧结集料；原料中助熔剂的引入，会使粘土类矿物的熔点降低，使其在较低的温度下获得良好的烧结效果；原料中活性组分是活化过硫酸盐使其产生硫酸根自由基的有效组分。

技术特征：

1.一种掺杂粉煤灰的过硫酸盐活化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将红粘土、高岭土、硅藻土、粉煤灰、助熔剂、活性组分粉末混合均匀，滴入适量的粘结剂，人工搓制成球体形状，将成型后的前驱体陈化、干燥、煅烧得到掺杂粉煤灰的过硫酸盐陶瓷活化剂。

2.根据权利要求1所述的一种掺杂粉煤灰的过硫酸盐活化剂的制备方法，其特征在于：所述红粘土、高岭土、硅藻土、粉煤灰、助熔剂、活性组分按质量比例为：红粘土2-5份；高岭土1-3份；硅藻土1-3份；粉煤灰0.5-3份；助熔剂0.3-1份；活性组分0.5-2份。

3.根据权利要求1所述的一种掺杂粉煤灰的过硫酸盐活化剂的制备方法，其特征在于：所述活性组分的粒径在100目以下，红粘土、高岭土、硅藻土、粉煤灰、助熔剂的粉末原料粒径在500目以下。

4.根据权利要求1所述的一种掺杂粉煤灰的过硫酸盐活化剂的制备方法，其特征在于：所述助熔剂为氢氧化钙、氧化钙、氧化镁、硼酸中的一种或多种的混合。

5.根据权利要求1所述的一种掺杂粉煤灰的过硫酸盐活化剂的制备方法，其特征在于：所述活性组分为还原铁粉、纳米零价铁、铁粉中的一种或多种的混合。

6.根据权利要求1所述的一种掺杂粉煤灰的过硫酸盐活化剂的制备方法，其特征在于：所述粘结剂为水、硝酸、醋酸中的一种或多种的组合。

7.根据权利要求1所述的一种掺杂粉煤灰的过硫酸盐活化剂的制备方法，其特征在于：所述粘结剂与占总粉体原料质量比例为15～35％。

8.根据权利要求1所述的一种掺杂粉煤灰的过硫酸盐活化剂的制备方法，其特征在于：成型后的所述前驱体在室温下陈化0.5-12小时。

9.根据权利要求8所述的一种掺杂粉煤灰的过硫酸盐活化剂的制备方法，其特征在于：成型后的所述前驱体在105-120℃下干燥2-12小时。

10.根据权利要求9所述的一种掺杂粉煤灰的过硫酸盐活化剂的制备方法，其特征在于：干燥后的所述前驱体在500-1100℃下煅烧2-6小时。

技术总结
本发明提供一种掺杂粉煤灰的过硫酸盐活化剂的制备方法，包括如下步骤：将红粘土、高岭土、硅藻土、粉煤灰、助熔剂、活性组分粉末混合均匀，滴入适量的粘结剂，人工搓制成球体形状，将成型后的前驱体陈化、干燥、煅烧得到掺杂粉煤灰的过硫酸盐陶瓷活化剂，本发明具有如下的有益效果：通过粘土类矿物、粉煤灰和活性组分的烧结定型，成功获得球形的过硫酸盐陶瓷活化剂，该活化剂强度高，活性组分被固定在载体上不易流失，原料廉价易得，采用被业界公认对过硫酸盐活化有效的零价铁作活性组分，廉价的粘土类矿物作烧结材料，以及工业废料粉煤灰作烧结集料，实现工业固体废弃物的再利用。

技术研发人员：曾海鳌,唐海,梁欣陶,温瑞庭
受保护的技术使用者：安徽海智博天环保科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29