【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及廢水處理，具體涉及一種石英砂基pms催化劑及其制備方法。
技術介紹
1、pms催化高級氧化技術在處理難降解的有機工業廢水方面表現出色，如染料廢水、制藥廢水、石油化工廢水等。通過催化劑的活化，pms能夠產生強氧化性的自由基，有效降解廢水中的有機污染物，提高廢水的可生化性，使其達到排放標準。pms（過氧單硫酸鹽，peroxymonosulfate）本身并不是一種催化劑，而是一種強氧化劑。pms催化劑是指在使用pms進行有機物氧化分解過程中所使用的催化劑或助催化劑，主要用于促進pms的分解，以快速生成活性更高的物種如硫酸根自由基（so4·-），從而提高pms對廢水中有機物的氧化降解效率。
2、金屬有機框架（metal-organic?frameworks,?mofs）作為一種新型的多孔材料，其心金屬原子主要是過渡金屬，如鐵、鈷、錳等。因mofs獨特的結構和性能，在pms催化高級氧化技術中展現出了應用潛力。mofs在pms催化過程中的主要作用是通過其內部的金屬活性中心或表面官能團加速pms的分解，生成強氧化性的硫酸根自由基或羥基自由基?，進而實現對有機污染物的有效降解。然而，回收傳統mofs粉末和防止其二次污染的挑戰仍然沒有得到很好的解決。
3、石英砂是水處理技術中普遍使用的過濾材料。然而，目前未見到將石英砂用于制備pms催化劑的相關技術報道。
技術實現思路
1、（一）要解決的技術問題
2、鑒于現有技術的上述缺點、不足，本專利技術提供一種石
3、（二）技術方案
4、第一方面，本專利技術提供一種石英砂基pms催化劑的制備方法，包括：
5、s1、石英砂預處理
6、使用稀鹽酸溶液浸泡石英砂后，分離石英砂，用水清洗石英砂至表面呈中性，烘干；
7、s2、制備聚多巴胺層包裹的石英砂
8、將鹽酸多巴胺分散到ph為8-9的緩沖溶液中，得到多巴胺溶液；將經s1處理后的石英砂與多巴胺溶液混合，在室溫下攪拌反應10-16h，分離石英砂，用水和乙醇分別洗滌后，在≤100℃（優選在≤70℃）下烘干，得到聚多巴胺層包裹的石英砂；
9、s3、制備石英砂基pms催化劑
10、取mn2+與co2+的可溶性鹽溶于水中得到第一溶液，取2-甲基咪唑溶于水中得到第二溶液；將s2制備的聚多巴胺層包裹的石英砂浸沒到第一溶液與第二溶液的混合液中，在室溫下攪拌反應，固液分離，用水和乙醇分別洗滌固相，在≤100℃（優選在≤70℃）下烘干，得石英砂基pms催化劑。
11、根據本專利技術的較佳實施例，s1中，石英砂粒徑0.05-0.075mm。
12、根據本專利技術的較佳實施例，s1中，稀鹽酸溶液濃度為1-2m，浸泡石英砂的時間為10-30h，優選為24h。通過稀鹽酸浸泡處理，以消除其他金屬雜質，烘干前用清水反復沖洗洗去多余鹽酸。
13、優選地，以100mm/l?tris溶液作為緩沖溶液配制多巴胺溶液。根據本專利技術的較佳實施例，s2中，所述緩沖溶液為tris緩沖溶液（三羥甲基氨基甲烷溶液），ph為8.4-8.6；多巴胺溶液的濃度為0.01-0.02m。
14、根據本專利技術的較佳實施例，s2中，經s1處理后的石英砂與多巴胺溶液按照質量體積比為1g:40-60ml進行混合反應，在室溫下攪拌反應10-16h，分離石英砂，用水和乙醇分別洗滌后，在≤100℃下烘干，得到聚多巴胺層包裹的石英砂。
15、根據本專利技術的較佳實施例，s3中，mn2+與co2+的摩爾比為1:2-2.5。mn2+與co2+的可溶性鹽為硝酸鹽、鹽酸鹽或硫酸鹽。
16、根據本專利技術的較佳實施例，s3中，第一溶液中mn2+與co2+的濃度為0.2-0.4mol/l；第二溶液中2-甲基咪唑的濃度為0.9-1.5mol/l；第一溶液和第二溶液按照體積比1:1混合。
17、根據本專利技術的較佳實施例，s3中，取s2制備的聚多巴胺層包裹的石英砂按照固液比為1g:10-20ml的比例投入所述混合液中，在室溫下攪拌反應，固液分離，用水和乙醇分別洗滌固相，在≤100℃下烘干，得石英砂基pms催化劑。
18、步驟s2和s3為攪拌棒機械攪拌，保證反應效果的同時，避免石英砂在重力作用下與磁子相互摩擦碰撞，損傷表面附著物。在干燥過程中控制干燥溫度不能太高，優選為≤60℃，以避免干燥過程中聚多巴胺結構損壞或mofs結構的崩塌。
19、第二方面，本專利技術提供一種石英砂基pms催化劑，其采用上述任一實施例的制備方法制得。
20、本專利技術的pms催化劑可應用于高濃度殘留抗生素的制藥廢水的處理，用以降低廢水的毒性，滿足嚴格的環保排放標準。
21、（三）有益效果
22、本專利技術的技術效果在于：
23、（1）采用石英砂負載以mn和co為中心金屬原子的mofs得到pms催化劑，相比mofs可大大簡化回收難度，使該催化劑具有良好的分離回收，提高二次利用率。mofs一般在納米尺度上，從幾納米到幾百納米不等，密度一般為0.1-1g/cm3，在水中為懸浮態，很難回收，回收成本高，且容易損耗和丟失。本專利技術的石英砂基pms催化劑密度為2.6-2.8g/cm3，粒徑為0.05-0.075mm，因此很容易通過離心或過濾快速回收和再次利用，減少損耗量。此外，石英砂分布廣泛，易于獲得，性質相對穩定，它具有高機械強度和化學惰性、熱穩定性好、強大的吸附能力、巨大比表面積、易于再生和分離、生物相容性好、成本低、其制備/再生及使用過程均不產生任何污染物等優點。本專利技術采用石英砂作為催化劑附著基底，便于催化劑的再回收，也便于控制成本。
24、（2）由于石英砂表面很光滑，阻礙了金屬離子的有效螯合，限制了mofs的負載；本專利技術通過聚多巴胺巧妙地將mofs粉末附著在石英砂的外表面，不僅保證了mofs的催化效果，便于mofs的二次回收再利用；更重要的是，聚多巴胺豐富的基團能加速mofs中金屬離子在氧化和還原狀態之間的氧化還原循環，加速催化反應效率。聚多巴胺增強了電子傳遞，加速了金屬離子的氧化還原循環。
25、（3）本專利技術在制備pms催化劑時，采用mn2+與co2+的摩爾比1:2-2.5與配體2-甲基咪唑制得mofs制備的pms催化劑，在質量相同情況下，其催化能力大于單種金屬元素制備的催化劑，這說明mn2+與co2+兩種金屬離子在催化pms時能發揮協同催化作用。
26、（4）本專利技術以ph8.4左右的tris溶液作為緩沖溶液配制多巴胺溶液，保證聚多巴胺在穩定的堿性條件下自聚合到石英砂的表面。在預處理時使用稀鹽酸浸本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種石英砂基PMS催化劑的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，S1中，石英砂粒徑0.050-0.075mm。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，S1中，稀鹽酸溶液濃度為1-2M，浸泡石英砂的時間為10-30h。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，S2中，所述緩沖溶液為Tris緩沖溶液，pH為8.4-8.6；多巴胺溶液的濃度為0.01-0.02M。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，S2中，經S1處理后的石英砂與多巴胺溶液按照質量體積比為1g:40-60mL進行混合反應，在室溫下攪拌反應10-16h，分離石英砂，用水和乙醇分別洗滌后，在≤100℃下烘干，得到聚多巴胺層包裹的石英砂。
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，S3中，Mn2+與Co2+的摩爾比為1:2-2.5；Mn2+與Co2+的可溶性鹽為硝酸鹽、鹽酸鹽或硫酸鹽。
7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，S3中，第一溶液中Mn2+與Co2+的濃度為0.2-0
8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，S3中，取S2制備的聚多巴胺層包裹的石英砂按照固液比為1g:10-20mL的比例投入所述混合液中，在室溫下攪拌反應，固液分離，用水和乙醇分別洗滌固相，在≤100℃下烘干，得石英砂基PMS催化劑。
9.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S2和S3中的攪拌為機械攪拌，干燥溫度≤60℃。
10.一種石英砂基PMS催化劑，其特征在于，采用權利要求1-9任一項所述的制備方法制備。
...【技術特征摘要】
1.一種石英砂基pms催化劑的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，s1中，石英砂粒徑0.050-0.075mm。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，s1中，稀鹽酸溶液濃度為1-2m，浸泡石英砂的時間為10-30h。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，s2中，所述緩沖溶液為tris緩沖溶液，ph為8.4-8.6；多巴胺溶液的濃度為0.01-0.02m。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，s2中，經s1處理后的石英砂與多巴胺溶液按照質量體積比為1g:40-60ml進行混合反應，在室溫下攪拌反應10-16h，分離石英砂，用水和乙醇分別洗滌后，在≤100℃下烘干，得到聚多巴胺層包裹的石英砂。
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，s3中，mn2...
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