【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于固體廢棄物資源化利用，特別是涉及一種球磨赤泥光催化劑及其制備方法與應用。
技術介紹
1、赤泥作為鋁土礦提煉過程中產出的主要副產品，含有豐富的金屬氧化物如fe2o3、al2o3、tio2等，擁有處理水體污染物的有效潛能。不同于氧化鋁的品質和加工技術，赤泥可分類為拜耳法赤泥、燒結法赤泥以及聯合法赤泥三種類型。據2022年數據顯示，國內氧化鋁總產量超過8000萬噸，而赤泥的產出量則達到億噸以上，其中僅有800萬噸得到了應用，相比2021年增長了將近40％。據報告指出，到2025年，大宗固體廢物的新增綜合利用率應達到60％的目標。然而，作為難以處理的固體廢料之一，赤泥的綜合利用率現僅為7-8％，這一比例遠低于其他大宗工業固廢的利用率。由于赤泥的有效回收利用甚少，大量赤泥僅能通過占用大量地面進行堆積，造成了土地資源的極大浪費。若赤泥的綜合利用率不能顯著提升，將對工業生產帶來巨大沖擊，使正常生產變得困難重重。此外，對赤泥的不當處理還可能對土壤、水資源及大氣環境引發嚴重污染問題。因此，關鍵在于提高赤泥的綜合利用率，從而解決赤泥大量積存問題。
2、抗生素作為治療細菌感染的關鍵藥物，廣泛應用于世界各地?，F如今，它們在自然環境中的持續累積已轉變為長期污染問題，這對人類健康構成了嚴重的威脅。采用高級氧化技術來分解水中的抗生素以及其他持久性有毒物質，對解決水質污染具有非常重要的作用。
3、高級氧化技術涉及通過產生具有高氧化能力的自由基來降解水中的有機污染物。目前，使用最為廣泛的技術是fenton反應。近些年，研究者
技術實現思路
1、本專利技術針對現有技術中降解四環素污染物所存在的不足，提供一種球磨赤泥光催化劑及其制備方法與應用。利用赤泥中豐富的金屬氧化物球磨后進行活化，增強活性位點，達到凈化抗生素廢水的作用，同時還可以減少赤泥對環境的污染，降低環境治理成本，實現赤泥的資源化利用。
2、本專利技術提供的技術方案之一：
3、一種球磨赤泥光催化劑的制備方法，包括以下步驟：將赤泥進行球磨，得到赤泥水溶液，向所述赤泥水溶液中加入飽和na2co3溶液，加熱反應，得到赤泥混合溶液，將所述赤泥混合溶液進行水洗至中性，將中性赤泥混合溶液離心，將所得赤泥沉淀物烘干，制備得到所述球磨赤泥光催化劑。
4、優選的，所述球磨的方法為：將赤泥和氧化鋯球混合，室溫下干磨1.5-6h，加水后，濕磨1-3h。
5、干磨時間過長會導致赤泥表面結構被破壞，過短會造成赤泥表面活性位點暴露少，濕磨的主要目的是讓研磨效果更加均勻，顆粒大小更加一致。
6、優選的，所述赤泥和氧化鋯球的質量比為2∶(40-60)。
7、氧化鋯球過少會導致與赤泥接觸面積不夠，導致赤泥研磨不充分，氧化鋯球過多會增加反應釜的容量壓力。
8、優選的，所述球磨的轉速為250rpm。
9、優選的，所述赤泥和水的用量比為(1-3)g∶(1-3)ml。
10、優選的，所述飽和na2co3溶液和赤泥水溶液的體積比為(40-60)∶(1-5)。
11、通過加入飽和na2co3溶液能夠去除赤泥中的雜質，使赤泥表面暴露更多的活性位點，飽和na2co3溶液加入量過少會導致雜質去除不干凈。
12、優選的，所述加熱反應的溫度為30-100℃，時間為1-2h。
13、本專利技術提供的技術方案之二：
14、一種球磨赤泥光催化劑，通過上述的制備方法制備得到。
15、本專利技術提供的技術方案之三：
16、一種上述球磨赤泥光催化劑在降解廢水中四環素的應用，將上述球磨赤泥光催化劑與含四環素的廢水混合，黑暗中攪拌5-30min，然后加入單過硫酸鹽溶液，進行光催化反應60-120min。
17、優選的，所述球磨赤泥光催化劑的添加量為每升含四環素廢水中添加0.4-0.6g，所述含四環素的廢水與單過硫酸鹽溶液的體積比為15∶(0.1-0.5)。
18、優選的，所述含四環素的廢水中四環素濃度為20-60mg/ml，所述單過硫酸鹽溶液的濃度為0.1mol/l。
19、優選的，黑暗中攪拌30min，然后加入單過硫酸鹽溶液，進行光催化反應120min。
20、本專利技術降解四環素的技術原理為：
21、本專利技術利用球磨赤泥光催化劑激活過硫酸鹽以產生硫酸根自由基(·so4-)，fe(ii)+hso5-→fe(iii)+so4·-+oh-
22、fe(iii)+hso5-→fe(ii)+so5·-+h+
23、2hso5-+(vo)¨→2hso-4+o2
24、o2+(vo)¨+e-→o·-2
25、o·-2+hso5-→so4·-+o2+oh-
26、fe(iii)+o·-2→fe(ii)+o2
27、2fe(iii)+o2-→2fe(ii)+o×o
28、o×o+hso5-→hso-4+1o2
29、2so5·-+h2o→2hso-4+1.51o2
30、2so5·-+o2-→2so4.-+2o2
31、1o2+so4-+tc→degraded?products
32、硫酸根自由基具有很高的氧化還原電位(2.5～3.1ev)，這讓它們能夠以接近擴散控制的速率與大部分有機物發生快速氧化反應。該方法能有效地氧化并分解大多數有機污染物?？紤]到過硫酸鹽多為固態、儲存和運輸方便，以及它們在環境中的穩定性和良好的水溶性，在實踐中相對其它氧化劑顯示出其顯著的優越性。常用的過硫酸鹽包括單過硫酸鹽(so5-，pms)和過二硫酸鹽(s2o82-，ps，通常也被稱為過硫酸鹽)，它們都是產生硫酸根自由基的常見來源。本專利技術所用過二硫酸鹽為過硫酸氫鉀(化學式：khso5)。
33、與現有技術相比，本專利技術具有如下優點和技術效果：
34、本專利技術利用球磨赤泥光催化劑處理抗生素廢水類的四環素，相比于未球磨處理過的赤泥具有更好的孔隙結構和選擇性，并且比表面積較未球磨的赤泥較原來增大1倍，可以提高四環素的去除率，為赤泥資源化利用提供了一種新的方法，且球磨操作無苛刻的技術要求，可以大規模生產。
35、相較于傳統技術中采用超聲波和微波等方法激活過硫酸鹽，本專利技術通過球磨赤泥光催化劑激活過硫酸鹽以產生硫酸根自由基并分解有機物的方法，無需采用高溫高壓或其他復雜的設備，因此具有較高的可操作性。
36、本專利技術與傳統芬頓催化法相比，ph適用范圍廣，在堿性本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種球磨赤泥光催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將赤泥進行球磨，得到赤泥水溶液，向所述赤泥水溶液中加入飽和Na2CO3溶液，加熱反應，得到赤泥混合溶液，將所述赤泥混合溶液進行水洗至中性，將中性赤泥混合溶液離心，將所得赤泥沉淀物烘干，制備得到所述球磨赤泥光催化劑。
2.根據權利要求1所述的球磨赤泥光催化劑的制備方法，其特征在于，所述球磨的方法為：將赤泥和氧化鋯球混合，室溫下干磨1.5-6h，加水后，濕磨1-3h。
3.根據權利要求2所述的球磨赤泥光催化劑的制備方法，其特征在于，所述赤泥和氧化鋯球的質量比為2∶(40-60)。
4.根據權利要求2所述的球磨赤泥光催化劑的制備方法，其特征在于，所述赤泥和水的用量比為(1-3)g∶(1-3)mL。
5.根據權利要求1所述的球磨赤泥光催化劑的制備方法，其特征在于，所述飽和Na2CO3溶液和赤泥水溶液的體積比為(40-60)∶(1-5)。
6.根據權利要求1所述的球磨赤泥光催化劑的制備方法，其特征在于，所述加熱反應的溫度為30-100℃，時間為1-2h。
7
8.一種權利要求7所述的球磨赤泥光催化劑在降解廢水中四環素的應用，其特征在于，將所述球磨赤泥光催化劑與含四環素的廢水混合，黑暗中攪拌5-30min，然后加入單過硫酸鹽溶液，進行光催化反應60-120min。
9.根據權利要求8所述應用，其特征在于，所述球磨赤泥光催化劑的添加量為每升含四環素廢水中添加0.4-0.6g，所述含四環素的廢水與單過硫酸鹽溶液的體積比為15∶(0.1-0.5)。
10.根據權利要求8所述應用，其特征在于，所述含四環素的廢水中四環素的濃度為20-60mg/mL，所述單過硫酸鹽溶液的濃度為0.1mol/L。
...【技術特征摘要】
1.一種球磨赤泥光催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將赤泥進行球磨，得到赤泥水溶液，向所述赤泥水溶液中加入飽和na2co3溶液，加熱反應，得到赤泥混合溶液，將所述赤泥混合溶液進行水洗至中性，將中性赤泥混合溶液離心，將所得赤泥沉淀物烘干，制備得到所述球磨赤泥光催化劑。
2.根據權利要求1所述的球磨赤泥光催化劑的制備方法，其特征在于，所述球磨的方法為：將赤泥和氧化鋯球混合，室溫下干磨1.5-6h，加水后，濕磨1-3h。
3.根據權利要求2所述的球磨赤泥光催化劑的制備方法，其特征在于，所述赤泥和氧化鋯球的質量比為2∶(40-60)。
4.根據權利要求2所述的球磨赤泥光催化劑的制備方法，其特征在于，所述赤泥和水的用量比為(1-3)g∶(1-3)ml。
5.根據權利要求1所述的球磨赤泥光催化劑的制備方法，其特征在于，所述飽和na2co3溶液和赤泥水溶液的體積比為(4...
【專利技術屬性】
技術研發人員：藍苑瑜，黃在銀，張立旺，成飛揚，李文軒，華筱琪，粟治僮，梁鈺梅，李潔，
申請(專利權)人：廣西民族大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。