一种铁氮共掺杂生物炭催化剂及其制备方法、应用

文档序号:26142278发布日期:2021-08-03 14:27阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种铁氮共掺杂生物炭催化剂,其用于去除市政污水处理厂尾水中难以降解的抗生素污染物,其特征在于,所述铁氮共掺杂生物炭催化剂具有以下组分:玉米秸秆、铁源、氮源和还原剂按比例制作所述铁氮共掺杂生物炭催化剂;

其中,所述铁源、氮源和还原剂的重量份配比为5.56:3:2.5。

2.根据如权利要求1所述的一种铁氮共掺杂生物炭催化剂,其特征在于,所述铁源采用feso4·7h2o;所述氮源采用尿素;所述还原剂采用抗坏血酸。

3.一种铁氮共掺杂生物炭催化剂的制备方法,其应用于制备如权利要求1至2中任意一项所述铁氮共掺杂生物炭催化剂,其特征在于,制备方法包括以下步骤:

s1提供玉米秸秆、铁源、氮源、还原剂;

所述铁源采用feso4·7h2o;所述氮源采用尿素;所述还原剂采用抗坏血酸;

s2所述玉米秸秆制成粉末,备用;

s3将所述铁源、氮源和还原剂溶解在去离子水中,获得标记为溶液a的混合液;

s4将制成粉末的所述玉米秸秆加入所述溶液a中,混合得到的物料标记为混合物b;

s5所述混合物b进行煅烧处理,得到标记为混合物c的反应物;

s6所述混合物c进行干燥处理,干燥物标记为材料d;

s7所述材料d进行洗涤,将洗涤物标记为材料e;

s8对所述材料e进行干燥,获得标记为材料f的干燥物;

s9所述材料f进行煅烧处理,煅烧产物标记为材料g;

s10所述材料g进行清洗,清洗产物标记为材料h;

s11所述材料h干燥处理至恒重,获得铁氮共掺杂生物炭。

4.根据如权利要求3所述的一种铁氮共掺杂生物炭催化剂的制备方法,其特征在于,所述玉米秸秆制成粉末这一过程于植物破碎机中进行;所述筛网的规格为80目。

5.根据如权利要求3所述的一种铁氮共掺杂生物炭催化剂的制备方法,其特征在于,所述溶液a为5.56gfeso4·7h2o、3.00g尿素和2.50g抗坏血酸溶解在100ml去离子水中,配制得到的混合液。

6.根据如权利要求3所述的一种铁氮共掺杂生物炭催化剂的制备方法,其特征在于,所述煅烧处理过程在马弗炉中进行;所述马弗炉的运行温度为180℃,反应时间为10h;所述混合物c置于真空干燥箱中,在50℃条件下干燥处理12h。

7.根据如权利要求3所述的一种铁氮共掺杂生物炭催化剂的制备方法,其特征在于,所述材料f置于管式炉中,以10℃/min的速率升温,并在600℃的条件下煅烧处理2h。

8.一种铁氮共掺杂生物炭催化剂在高效去除水中抗生素中的应用。

9.根据如权利要求8所述的铁氮共掺杂生物炭催化剂在高效去除水中抗生素中的应用,其特征在于,所述应用的操作如下:

提供过硫酸盐、如权利要求1至2中任意一项所述的铁氮共掺杂生物炭催化剂,所述铁氮共掺杂生物炭催化剂采用如权利要求3至7中任意一项所述铁氮共掺杂生物炭催化剂的制备方法制备得到;

将所述铁氮共掺杂生物炭催化剂投入含有抗生素的废水中;

向所述废水中投入过硫酸盐;

反应一段时间后,分离出所述铁氮共掺杂生物炭催化剂,并进行重复使用五次以上。

10.根据如权利要求9所述的铁氮共掺杂生物炭催化剂在高效去除水中抗生素中的应用,其特征在于,所述铁氮共掺杂生物炭催化剂的投加标准为0.1g/l;所述过硫酸盐的投加标准为10mmol/l。


技术总结
本发明公开了一种铁氮共掺杂生物炭催化剂及其制备方法、应用。其用于解决当下催化剂对污水中难以降解的抗生素类污染物的去除效果不佳、影响废水深度处理净化质量的问题。所述铁氮共掺杂生物炭催化剂,其用于去除市政污水处理厂尾水中难以降解的抗生素污染物。所述铁氮共掺杂生物炭催化剂具有以下组分:玉米秸秆、铁源、氮源和还原剂按比例制作所述铁氮共掺杂生物炭催化剂。其中,所述铁源、氮源和还原剂的重量份配比为5.56:3:2.5。本发明获得的铁氮共掺杂生物炭催化剂,具备高效性、稳定性、可重复利用性以及广泛适用性和经济性的特点,可实现生物质资源的转化利用,为抗生素废水处理乃至工业废水的深度处理提供了一种新方法。

技术研发人员:崔康平;席慕凡;崔敏姝;陈星;陈奕涵
受保护的技术使用者:合肥工业大学
技术研发日:2021.05.24
技术公布日:2021.08.03
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