本發(fā)明屬于催化劑制備以及輻照降解，具體涉及一種復合催化劑及其制備方法和在輻照降解煤化工污水中的應用。

背景技術：

1、公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

2、煤化工行業(yè)是我國能源工業(yè)的關鍵領域之一，然而，在煤化工生產過程中，大量的污水排放成為一個亟待解決的環(huán)境問題。這些污水包含著多種有害物質，例如重金屬、有機物和懸浮物等，對周邊環(huán)境和水資源造成潛在威脅。因此，煤化工污水處理迫切需要得到關注和解決，以確保工業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性和環(huán)境的健康。環(huán)境保護：煤化工污水中含有大量的有害物質，直接排放會導致土壤和水體污染，威脅生態(tài)平衡。實施有效的污水處理是保護環(huán)境、維護生態(tài)平衡的重要手段。

3、煤化工污水中可能含有一些難以處理的高難度有機物和重金屬，例如苯系物質、氰化物等，傳統(tǒng)處理方法難以完全去除，需要更為高效的處理技術。引入先進的污水處理技術需要較高的投資成本，一些企業(yè)可能因為經濟考量而不愿意或難以實施先進的污水處理設備，這可能成為推動技術升級的障礙。

4、電子束輻照作為一種新型的污水處理技術受到了廣泛的應用和關注。電子束輻照通過生成羥基自由基，實現對有機污染物的快速降解，是一種高效的工業(yè)廢水處理和凈化方法。相比于傳統(tǒng)的生化、物理和化學處理方法，電子束輻照具有更高的處理效率和更短的處理周期，且不需要添加額外的化學藥劑。因此，在零排放、污水回用的目標下，電子束輻照技術成為了當前污水處理技術改進的重要方向之一。然而，發(fā)明人發(fā)現，電子束輻照用于廢水降解治理時存在治理成本偏高，污染治理效果仍然有待提高等問題。

技術實現思路

1、針對上述現有技術中存在的不足，本發(fā)明提供一種復合催化劑及其制備方法和在輻照降解煤化工污水中的應用。具體的，本發(fā)明成功制備一種含有l(wèi)a、co、bi、ti四種金屬的化合物復合催化劑，經試驗驗證，其可作為電子束輻照催化劑提高對高濃度有機化合物、難降解、長鏈的高分子有機物等的降解效果，能夠徹底降解有機污染物至排放標準，經濟性好且無新增危廢和鹽度風險。因此基于上述研究成果，從而完成本發(fā)明。

2、為實現上述技術目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

3、本發(fā)明的第一個方面，提供一種復合催化劑，所述復合催化劑為至少包含la、co、bi、ti四種金屬的化合物，所述lacoo3粉末與bi4ti3o12納米片的質量比為0.5-5:2-10。

4、本發(fā)明的第二個方面，提供上述復合催化劑的制備方法，所述制備方法包括：

5、s1、bi4ti3o12納米片制備：將bi2o3和tio2混合粉碎后將所得混合物進行煅燒，冷卻干燥后即得；

6、s2、lacoo3粉末制備：將鑭源和鈷源加入水中進行加熱處理，然后加入檸檬酸后，靜置直至形成凝膠；將所得凝膠進行煅燒后即得；

7、s3、復合催化劑制備：將bi4ti3o12納米片與lacoo3粉末分散至甲醇中，混合均勻，干燥后即得。

8、本發(fā)明的第三個方面，提供上述復合催化劑在輻照降解污水處理中的應用。

9、其中，所述污水可以為煤化工污水。

10、與現有技術方案相比，上述一個或多個技術方案具有如下有益效果：

11、上述技術方案提供了一種含有l(wèi)a、co、bi、ti四種金屬的化合物復合材料催化劑，經試驗驗證，其能夠利用輻照能量在水溶液中催化高效降解高分子有機化合物，同時可有效實現對催化劑的重復回收利用，且兼具良好的穩(wěn)定性，進一步促進了輻照去污的工業(yè)化進程，因此具有良好的實際應用之價值。

技術特征：

1.一種復合催化劑，其特征在于，所述復合催化劑為至少包含la、co、bi、ti四種金屬的化合物，其由lacoo3粉末和bi4ti3o12納米片復合獲得；所述lacoo3粉末和bi4ti3o12納米片的質量比為0.5-5:2-10。

2.權利要求1所述復合催化劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中，bi2o3和tio2的質量比為2-10:0.5-3；所述粉碎采用研磨工藝進行。

4.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中，向bi2o3和tio2中加入添加劑，所述添加劑為鈉鹽、鉀鹽、鋰鹽或銨鹽中的至少一種；進一步的，所述添加劑為nacl或kcl；所述添加劑的添加量控制為占混合物的1-10％；

5.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s2中，所述鑭源和鈷源為鑭和鈷的氧化物、氯化物、硝酸鹽、碳酸鹽等中的至少一種；進一步的，分別選擇硝酸鑭和硝酸鈷作為鑭源和鈷源。

6.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s2中，所述鑭源、鈷源和檸檬酸的質量比為10-30:1-5:10-20，進一步為20.71:3.17:16.80。

7.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s2中，所述煅燒具體條件包括：在200-300℃預燒3-5h，然后以速率為5-10℃/min升溫，煅燒的終點溫度為700-900℃，在終點溫度保持3-5h。

8.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s3中，所述lacoo3粉末與bi4ti3o12納米片的質量比為0.5-5:2-10；進一步為1-2:3-5；更進一步為1.28:4.01。

9.權利要求1所述復合催化劑或權利要求2-8任一項所述制備方法制得的復合催化劑在輻照降解污水處理中的應用。

10.如權利要求9所述應用，其特征在于，所述污水為煤化工污水；

技術總結
本發(fā)明屬于催化劑制備以及輻照降解技術領域，具體涉及一種復合催化劑及其制備方法和在輻照降解煤化工污水中的應用。具體的，本發(fā)明成功制備一種含有La、Co、Bi、Ti四種金屬的化合物復合催化劑，經試驗驗證，其可作為電子束輻照催化劑提高對高濃度有機化合物、難降解、長鏈的高分子有機物等的降解效果，能夠徹底降解有機污染物至排放標準，經濟性好且無新增危廢和鹽度風險，因此具有良好的實際應用之價值。

技術研發(fā)人員：梁愛鳳,尹俊,王忠,周焱,王勇,于通,徐駿杰,張海峰,何艷紅,陳斌,董文曙
受保護的技術使用者：清華大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2