【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于復合催化，具體涉及一種基于聚多巴胺的氮摻雜氧化鋁負載二氧化錳臭氧催化劑制備方法及其應用。
技術介紹
1、近年來，高級氧化處理技術(aops)因其具有高效、環保和可控性好等優點，被廣泛應用于工業廢水處理、城市污水處理等領域。其中，臭氧高級氧化處理技術是一種利用臭氧來處理水中污染物的技術，其主要原理是利用臭氧的氧化能力和產生的高活性自由基，使污染物被氧化分解成無害的物質。然而，傳統的臭氧氧化技術存在臭氧的利用率低，氧化不徹底的問題。為了解決這些問題，臭氧催化氧化技術應運而生，該技術需要在臭氧催化劑的協同下進行，可以顯著增強臭氧的利用率，提高氧化反應效率和減少臭氧化副產物的生成。
2、臭氧催化劑主要分為均相臭氧催化劑和非均相臭氧催化劑。其中，均相催化劑以水溶液形式存在，在實際催化反應體系中存在難回收、不易重復利用等問題。相比較而言，非均相催化劑則以固體形式存在，具有易分離回收、方便重復使用等優點。對于非均相臭氧催化技術，常用的催化劑主要有fe3o4、mno2、co3o4等過渡金屬氧化物。為了減少金屬離子的析出，提高傳質能力，往往需要將臭氧催化劑活性組份負載在相應載體上，常用的載體主要有活性氧化鋁、活性炭和分子篩等。kim等采用兩種錳前驅體合成了介孔mnox/γ-al2o3催化劑，在室溫下通過臭氧氧化去除甲基乙基酮(materials?letters,2021,299:130105)。但以上催化劑仍存在污染物去除效率不理想的問題，催化活性有待進一步提高。
3、通過摻雜調控可以制備更高效的臭氧催化劑，
4、聚多巴胺作為有一種功能高分子，可以用于載體的修飾改性和催化劑的負載。本專利開發了一種基于聚多巴胺的氮摻雜氧化鋁臭氧催化劑，通過高溫煅燒在氧化鋁臭氧催化劑中引入氮元素，以期獲得更高的臭氧催化活性和穩定性。
技術實現思路
1、為了提高非均相臭氧催化劑的負載效率和臭氧催化活性，本專利技術的目的是利用聚多巴胺進行修飾和氮摻雜，提供一種新型的氮摻雜氧化鋁負載錳氧化物臭氧催化劑的制備方法。為實現上述目的，具體包括如下步驟：
2、s1、將氧化鋁載體浸入溶解有一定量多巴胺的tris-hcl緩沖液中，加入亞鐵鹽溶液，室溫反應一段時間后取出并用去離子水洗滌，烘干得到聚多巴胺修飾的氧化鋁載體；
3、s2、將聚多巴胺修飾的氧化鋁載體加入錳鹽溶液中，浸漬一段時間后取出，真空干燥得到絡合有金屬前驅體的聚多巴胺修飾的氧化鋁載體；
4、s3、將絡合有錳離子的聚多巴胺修飾的氧化鋁前驅體放入馬弗爐中高溫煅燒一段時間，制得氮摻雜氧化鋁負載二氧化錳的臭氧催化劑。
5、進一步地，所述步驟s1中載體為γ-al2o3，粒徑為3-5mm。
6、進一步地，所述步驟s1中亞鐵鹽為氯化亞鐵、硝酸亞鐵和醋酸亞鐵中的任意一種，亞鐵離子質量分數為0.5-2％。
7、進一步地，所述步驟s1中多巴胺質量分數為0.1％～1.0％，反應液ph值為5～9，聚合時間為10-60min。
8、進一步地，所述步驟s2中金屬前驅體為氯化錳、硝酸錳和醋酸錳中的一種，溶液濃度為0.2-1mol/l，浸漬時間為1-3h。
9、進一步地，所述步驟s3中煅燒溫度為200～400℃，煅燒時間為1-3h。
10、本專利技術還提供了一種該臭氧催化劑在亞甲基藍廢水處理中的應用，具體步驟為：將臭氧催化劑加入一定量濃度的亞甲基藍溶液中，然后通入臭氧進行催化氧化，每隔一定時間取樣測定其吸光度，根據亞甲基藍溶液的標準工作曲線計算臭氧催化反應速率。
11、進一步地，所述亞甲基藍溶液濃度為10～40mg/l。
12、進一步地，所述臭氧濃度為1～10mg/l。
13、與現有技術相比，本專利技術的優點在于：
14、一方面，在tris-hcl緩沖溶液中，多巴胺快速地進行催化氧化聚合，從而在氧化鋁載體表面形成有較強的粘附性和有利于金屬前驅體吸附的聚多巴胺。另一方面，通過高溫煅燒在氧化鋁臭氧催化劑中引入氮元素，增強了催化劑表面的極性，有利于二氧化錳與載體表面緊密結合。通過亞甲基藍廢水處理應用研究表明，該方法制備的氮摻雜氧化鋁負載二氧化錳催化劑具有更優的臭氧催化氧化能力。
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1.一種基于聚多巴胺的氮摻雜氧化鋁負載二氧化錳臭氧催化劑制備方法，其特性在于：所述的方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于聚多巴胺的氮摻雜氧化鋁負載二氧化錳臭氧催化劑制備方法，其特征在于：所述步驟S1中的氧化鋁載體為γ-Al2O3小球，粒徑為3-5mm。
3.根據權利要求1所述的一種基于聚多巴胺的氮摻雜氧化鋁負載二氧化錳臭氧催化劑制備方法，其特征在于：所述步驟S1中的亞鐵鹽為氯化亞鐵、硝酸亞鐵和醋酸亞鐵中的任意一種，亞鐵離子質量分數為0.5-2％。
4.根據權利要求1所述的一種基于聚多巴胺的氮摻雜氧化鋁負載二氧化錳臭氧催化劑制備方法，其特征在于：所述步驟S1中的多巴胺質量分數為0.1～1.0％，反應溶液pH值為5-9，聚合時間為10-60min。
5.根據權利要求1所述的一種基于聚多巴胺的氮摻雜氧化鋁負載二氧化錳臭氧催化劑制備方法，其特征在于：所述步驟S2中的錳鹽為氯化錳、硝酸錳和醋酸錳中的任意一種，溶液濃度為0.2-1.0mol/L，浸漬時間為1-3h。
6.根據權利要求1所述的一種基于聚多巴胺的氮摻雜氧
7.一種采用權利要求1-6所制備的臭氧催化劑在亞甲基藍廢水處理中的應用，其特征在于：亞甲基藍溶液濃度為10～40mg/L，臭氧濃度為1-10mg/L，臭氧催化反應速率為0.01-0.05min-1。
...【技術特征摘要】
1.一種基于聚多巴胺的氮摻雜氧化鋁負載二氧化錳臭氧催化劑制備方法，其特性在于：所述的方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于聚多巴胺的氮摻雜氧化鋁負載二氧化錳臭氧催化劑制備方法，其特征在于：所述步驟s1中的氧化鋁載體為γ-al2o3小球，粒徑為3-5mm。
3.根據權利要求1所述的一種基于聚多巴胺的氮摻雜氧化鋁負載二氧化錳臭氧催化劑制備方法，其特征在于：所述步驟s1中的亞鐵鹽為氯化亞鐵、硝酸亞鐵和醋酸亞鐵中的任意一種，亞鐵離子質量分數為0.5-2％。
4.根據權利要求1所述的一種基于聚多巴胺的氮摻雜氧化鋁負載二氧化錳臭氧催化劑制備方法，其特征在于：所述步驟s1中的多巴胺質量分數為0.1～1.0％，反應溶液...
【專利技術屬性】
技術研發人員：袁太陽，陳瑛，劉振中，徐揚，徐鑫磊，何明，
申請(專利權)人：浙江環之美環保科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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