一种复合催化剂及其制备方法和应用

本申请是申请日为2019年03月25日、申请号为201910228790.1、发明名称为《一种复合催化剂及其制备方法》的分案申请。

技术领域

本发明属于环境工程中污水处理技术领域，涉及一种复合催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着工农业的发展，水体中硝态氮(NO

目前，去除水体中硝态氮的常用技术包括：物理化学法、生物法及化学法。物理化学法主要通过选择性吸附及膜的选择透过性等作用去除水体中的硝态氮。其缺点在于不能彻底去除水体中的硝态氮，只是发生了污染物的转移或浓缩。生化法是目前应用较多的一种脱氮技术，虽然其去除效果较好，但存在着抗冲击负荷低、受水质影响较大、工艺复杂等缺点。化学法包括活泼金属还原法和催化还原法。活泼金属还原法利用活泼金属(如Fe

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合催化剂及其制备方法和应用。该催化剂为负载型催化剂，由催化活性组分和载体构成。催化剂负载的活性组分由主催化剂和助催化剂构成。载体是由两种材料以一定比例混合加工制得，载体选用化学性质稳定、吸附性能良好、比表面积较大的石墨烯和改性硅藻土组成。本发明中的催化剂活性组分：主催化剂为Pd，助催化剂为Cu，通过在催化剂的催化作用下，水体中的硝酸根与还原性铁单质(Fe

其具体技术方案为：

一种复合催化剂，为负载型催化剂，由催化活性组分和载体构成，所述载体由改性硅藻土和石墨烯组成；所述石墨烯与改性硅藻土的质量比为2：1或3：1；所述活性组分为：主催化剂Pd和助催化剂Cu；

催化剂活性组分中，Pd：Cu质量比为3：1或4：1；

所述Pd的质量占所述复合催化剂的5％；

所述催化剂载体与催化剂活性组分质量比为24：1～11.5：1；

所述改性硅藻土的比表面积为325m

所述改性硅藻土由硅藻土于0.5mol/L的盐酸中改性1h获得；

所述硅藻土呈圆筛状，包括无定性的SiO

一种本发明所述复合催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：称取要达到目标负载量的金属前体物PdC1

步骤2：将预处理过的复合载体及所述混合溶液置于旋转蒸发仪中，蒸发至无水，得到样品；

步骤3：将所述样品放入马弗炉中，并在400℃下煅烧2h，煅烧时向马弗炉中通入N

步骤4：所述待还原的样品自然冷却至室温后，将其加入过量1mol/L的NaBH

在本发明中，所述待还原样品与NaBH

2PdCl

2CuCl

本发明还提供了上述方案所述的复合催化剂或上述方案所述制备方法制备的催化剂在去除水体中硝态氮的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的复合催化剂中所用的硅藻土呈圆筛状，主要化学成分为无定性的SiO

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

在一定反应条件下，分别选取Pd-Cu/改性硅藻土-石墨烯、Pd-Cu/硅藻土-石墨烯催化剂用于去除水体中硝态氮，在催化剂催化作用下，硝态氮通过催化反应可被转化为无害N

表1催化效果对比

由以上试验发现，当催化剂中Pd、Cu质量比为3：1、石墨烯与硅藻土/改性硅藻土质量比为2：1时，系统可取得较好的催化效果，且有良好的经济性。此外，相比于Pd-Cu/石墨烯-硅藻土，经过改性后的催化剂催化效果有显著提升。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。