一种球状污泥基固体酸催化剂的制备方法及其产品和应用
本发明公开了一种球状污泥基固体酸催化剂的制备方法及其产品和应用,属于固体废弃物资源化处理技术领域;对化工污泥进行酸溶液浸渍,之后预炭化,再进行碱溶液浸渍,并高温活化得到活性炭;然后加入凹凸棒石和乙醇溶液混合搅拌定型,之后陈化、焙烧;对所得样品用3‑氨丙基三乙氧基硅烷进行氨基化改性,最后再进行磺酸化改性,对所得固体洗涤并干燥,即得球状污泥基固体酸催化剂,将其应用于2‑苯基环氧乙烷与甲醇的加成反应可使2‑甲氧基‑2‑苯基乙醇的收率达到91.2%。本发明以化工污泥作为基本原料,实现化工固体废弃物资源化利用;本发明制备的球状污泥基固体酸催化剂,具有催化效率高,催化剂易回收和可以重复利用等优势。
化工行业通常伴有污水的产生,其中多数含有毒性,而且成分较复杂,净化再利用比较困难,被污水浸泡的污泥含有大量的病原菌、寄生虫及重金属等有害物,这些污泥如果得不到妥善处理,将会对水、土壤及空气造成严重污染,并间接危害人类的身心健康。
大多化工企业在处理污泥时采用的方法都是对其脱水,之后送至危废处理中心进行集中处理,集中处理的方式主要有填埋及焚烧等。但是化工污泥填埋后容易造成二次污染,焚烧过程会产生一些强烈致癌物质,因此,需要寻找更加合适的方法来实现化工污泥的有效处置。
目前,已有将污泥用于制备活性炭的相关研究,污泥经焙烧得到的活性炭具有较高的比表面积,可用作吸附剂等,用于吸附重金属或有毒有害气体,也有相关研究表明,以污泥制备得到的活性炭负载其它活性成分后,通过改性后可以作为催化剂用于某些化学反应中,但是目前尚未发现可用于催化2‑苯基环氧乙烷与甲醇加成反应生成2‑甲氧基‑2‑苯基乙醇的球状污泥基固体酸催化剂的相关报道。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明基于化工企业生产过程中伴随产生的固态废弃物污泥作为基本原料,首先利用污泥中的有机物作为碳源制备活性炭,然后再接技磺酸基,将其制备成负载磺酸基团的催化剂,实现化工固体废弃物资源化利用,减少污染物排放,并提高企业的经济效益。
通过将化工污泥制备成活性炭,并进行磺酸化处理制备具有磺酸基团的催化剂,是实现低附加值污泥基活性炭向高附加值产物制备的关键技术手段,通过调整优化反应过程参数,可以提高改性效果。
本发明制备的球状污泥基固体酸催化剂,与其它磺酸基催化剂均相催化过程相比,具有催化效率高,催化剂易回收和可以重复利用等优势。
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