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专利号: 2019100148548
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于处理EDTA-Cu废水的负载型膨胀石墨催化剂的制备方法,其特征在于:其具体包括以下步骤:S1、制备催化剂载体无硫无锰的膨胀石墨:

S11、制备可膨胀石墨:

在高氯酸中加入硝酸铵固体,搅拌溶解后加入天然鳞片石墨,密封后水浴恒温加热并搅拌,水浴温度为30~50℃,转速为200~300r/min,搅拌时间为45~75min,反应得到混合物;

反应完成后,解除密封,冷却至室温后,用去离子水多次冲洗得到的混合物,直至冲洗水的pH为5~7;对洗涤干净的混合物进行抽滤,将抽滤后的混合物在60~80℃下干燥4~

6h,制得可膨胀石墨;

S12、可膨胀石墨的高温膨胀,制备无硫无锰的膨胀石墨:

称取步骤S11制得的可膨胀石墨,以900~1000℃的温度进行灼烧,直至不膨胀为止,得到无硫无锰的膨胀石墨;

S2、功能化修饰膨胀石墨:

S21、膨胀石墨的羧基化:

在乙醇水溶液加入步骤S1制得的无硫无锰的膨胀石墨,进行超声处理得到均匀的膨胀石墨分散液,在膨胀石墨分散液中先后加入浓度为5mol/L的碳酸钠溶液和浓度为3mol/L的氯乙酸、氯乙酸钠或溴乙酸溶液,超声处理后进行振荡,振荡转速为150~200r/min,振荡时间为3~5h;振荡处理后,加入2mol/L盐酸溶液中和溶液中剩余碳酸钠,过滤洗涤,用去离子水多次洗涤,直至滤液pH为6~7,真空抽滤、干燥,自然冷却至室温后,制得羧基化膨胀石墨;

S22、膨胀石墨氨基的二次修饰:

在乙醇水溶液中加入步骤S21羧基化的膨胀石墨,超声处理得到均匀的羧基化膨胀石墨乙醇分散液,分别量取浓度为10g/L的羧基化膨胀石墨乙醇分散液和浓度为1g/L的甜菜碱表面活性剂溶液,充分混合,70~80℃回流搅拌,充分反应6~8h,反应结束,冷却至室温,静置24h,得到混合液,将混合液进行过滤洗涤,先用无水乙醇洗涤多次,再用去离子水洗涤多次,真空抽滤并干燥,自然冷却至室温后,得到氨基二次修饰的膨胀石墨,完成催化剂载体膨胀石墨的功能化修饰;

S3、制备负载型膨胀石墨催化剂:

在乙醇水溶液中加入含金属离子浓度为1mol/L的金属硝酸盐溶液,混合均匀后,加入步骤S2制备的功能化膨胀石墨,进行超声处理,振荡,静置过滤,将滤渣进行干燥,自然冷却至室温,得到催化剂前驱体;将催化剂前驱体进行煅烧,升温速率为10℃/min,煅烧温度为

500~600℃,煅烧时间为2~3h,自然冷却至室温,制得负载型膨胀石墨催化剂。

2.根据权利要求1所述的用于处理EDTA-Cu废水的负载型膨胀石墨催化剂的制备方法,其特征在于:天然鳞片石墨、硝酸铵和高氯酸的用量比为:1g~2.5g:0.5g~2.5g:3mL~

9mL。

3.根据权利要求1所述的用于处理EDTA-Cu废水的负载型膨胀石墨催化剂的制备方法,其特征在于:无硫无锰的膨胀石墨,无水碳酸钠,氯乙酸、氯乙酸钠或溴乙酸的质量比为0.1~0.5:6~30:5~25。

4.根据权利要求1所述的用于处理EDTA-Cu废水的负载型膨胀石墨催化剂的制备方法,其特征在于:乙醇水溶液中乙醇和水的体积比为1:3。

5.根据权利要求1所述的用于处理EDTA-Cu废水的负载型膨胀石墨催化剂的制备方法,其特征在于:步骤S21的超声条件为:超声功率为40kHz,超声时间为10~20min,超声水浴温度为25~35℃;步骤S22中,超声处理的条件为:超声功率为40kHz,超声水浴温度为25~35℃,超声时间为5~15min;步骤S21和S22的真空干燥条件为:真空度为0.05MPa,温度为60~

70℃,干燥时间为6~8h。

6.根据权利要求1所述的用于处理EDTA-Cu废水的负载型膨胀石墨催化剂的制备方法,其特征在于:所述甜菜碱表面活性剂为羧酸基甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱或烷基二甲基磺丙基甜菜碱。

7.根据权利要求6所述的用于处理EDTA-Cu废水的负载型膨胀石墨催化剂的制备方法,其特征在于:羧基化膨胀石墨与甜菜碱表面活性剂的质量比为1:0.02~0.03。

8.根据权利要求1所述的用于处理EDTA-Cu废水的负载型膨胀石墨催化剂的制备方法,其特征在于:所述金属硝酸盐为九水合硝酸铁、六水合硝酸镁或六水合硝酸镍。

9.根据权利要求8所述的用于处理EDTA-Cu废水的负载型膨胀石墨催化剂的制备方法,其特征在于:功能化修饰膨胀石墨与金属硝酸盐的质量比为1:1.5~3.5。

10.根据权利要求1所述的用于处理EDTA-Cu废水的负载型膨胀石墨催化剂的制备方法,其特征在于:步骤S3中超声处理的条件为:超声功率为40kHz,超声水浴温度为25~35℃,超声时间为5~15min;振荡的条件为:振荡速度为100~150r/min,振荡时间为9~12h;

干燥的条件为:干燥温度为70~80℃,干燥时间为3~5h。