本发明属于多源污染物协同防治，具体的涉及一种赤泥原位催化热解废弃热固性酚醛树脂制取芳香族化合物联产重金属吸附材料的方法。
背景技术：
1、酚醛树脂主要是苯酚与甲醛经缩聚反应生成的二聚性化合物，分为热塑性酚醛树脂和热固性酚醛树脂两类，其广泛应用于汽车制造行业、建筑工程行业、家用电器行业、机械制造行业和航空航天领域。近年来，我国酚醛树脂产量及需求量稳步上升，供需维持紧平衡，且伴随着大量废弃酚醛树脂的产生。值得注意的是，热固性酚醛树脂受热硬化成型后不再软化，复杂的化学性质及热稳定性不利于回收利用。因此，如何高效回收利用废弃热固性酚醛树脂对于资源回用和降低环境污染具有重要意义。
2、废弃热固性酚醛树脂的回收利用技术主要有物理回收、化学回收、热能回收和热裂解回收。其中，热裂解回收技术具有反应转化回收效率高、碳素有效转化率高的特点，是高效回收热固性酚醛树脂的可行技术之一，但仍存在热解过程调控难、产物品质差等问题。目前，原位催化热解技术通过引入催化剂可强化传热传质过程、降低反应活化能、调变热解气重构路径及炭基材料骨架，实现高附加值产品制取。此外，通过提升碳素利用水平和减少能量投入，直接或间接的促进了热解系统碳排放削减。因此，如何开发适配热固性酚醛树脂的新型低碳热解技术是实现其高效回收的关键。
3、赤泥是氧化铝工业产生的炼铝废弃物，其大量堆积造成严重的环境污染和资源浪费。目前，通过对赤泥进行酸处理、碱活化等改性手段可提升其孔隙结构、增强催化活性位点，有望在废弃热固性酚醛树脂催化热解转化方面展现出独特优势。因此，如何实现赤泥原位催化热解废弃热固性酚醛树脂制取芳香族化合物联产重金属吸附材料过程的精准调控，这对于废弃热固性酚醛树脂、赤泥、重金属等多源污染物协同减污降碳技术体系的发展具有重要意义。
技术实现思路
1、本发明的目的是：提供一种赤泥原位催化热解废弃热固性酚醛树脂制取芳香族化合物联产重金属吸附材料的方法。该方法实现了废弃热固性酚醛树脂的高效回收、赤泥的工业催化应用以及含重金属电镀工业污水的治理，为多源污染物协同减污降碳治理提供技术参考。
2、本发明所述的赤泥原位催化热解废弃热固性酚醛树脂制取芳香族化合物联产重金属吸附材料的方法，由以下步骤组成：
3、(1)首先利用柠檬酸酸浸赤泥，经氨水调节至中性，然后过滤经乙醇和去离子水洗涤后进行干燥处理，最后对获得的固形物进行高温焙烧，制得活化赤泥催化剂材料；
4、(2)将步骤(1)制得的活化赤泥催化剂材料与废弃热固性酚醛树脂按照一定比例混合后置于催化提质反应器中进行原位催化热解反应制取芳香族化合物联产吸附材料；
5、(3)将步骤(2)制备的吸附材料添加到含重金属的电镀工业污水中进行吸附反应，实现多源污染物协同减污降碳治理。
6、其中：
7、步骤(1)中采用的赤泥原料来自拜耳法工艺制备氧化铝产生的固体废渣，以质量百分数计，具体化学组成如下：na2o 13.01-13.92％、mgo 0.21-0.35％、al2o3 22.58-23.20％、sio218.75-20.12％、fe2o3 22.50-23.24％、k2o 0.38-0.47％、tio2 1.85-2.23％、cao 8.79-9.52％、zro20.06-0.09％、烧失量8.87-9.86％。
8、步骤(1)中柠檬酸的浓度为1-3mol/l，氨水的质量分数为36％。
9、步骤(1)中赤泥与柠檬酸的质量体积比为5:20-60，单位为g/ml。
10、步骤(1)中酸浸温度为80-83℃，酸浸时间为40-45min。
11、步骤(1)中干燥处理温度为100-105℃，干燥处理时间为24h。
12、步骤(1)中高温焙烧是以5℃/min的升温速率从室温升温至600-800℃焙烧2-4h。
13、步骤(1)中对赤泥进行活化处理，可有效移除赤泥中的na、ca元素，降低赤泥的强碱性，促进结构重组，同时使赤泥拥有较高的比表面积、发达的孔隙特性、丰富的酸性位点以及具有催化活性的金属氧化物组分，这些增强的结构特性可以在热固性酚醛树脂热解气催化重整中发挥作用。
14、步骤(2)中废弃热固性酚醛树脂与活化赤泥催化剂材料的质量比为0.5-2:1。
15、步骤(2)原位催化热解反应过程中的反应气氛为氮气或氩气中的一种，气体流速为100ml/min；以10℃/min的升温速率升温至原位催化热解反应温度，原位催化热解反应温度为450-650℃，原位催化热解反应时间为20-40min。
16、步骤(2)中所述废弃热固性酚醛树脂为废弃苯酚型酚醛树脂、废弃双酚a酚醛树脂或废弃联苯芳烷基型酚醛树脂中的一种。
17、步骤(2)中原位催化热解产物中的液体产物为芳香族化合物，原位催化热解产物中的固体产物为吸附材料。
18、步骤(3)吸附反应中吸附剂的质量与含重金属的电镀工业污水的体积比为2.3-3.0:1，单位为mg/ml，吸附反应时间为12-24h，吸附反应温度为25-35℃。
19、步骤(3)中所述含重金属的电镀工业污水中锌离子含量≤50mg/l，铜离子含量≤30mg/l，ph值为3.0-3.5。
20、步骤(3)中多源污染物指的是废弃热固性酚醛树脂、赤泥、含重金属的电镀工业污水。
21、本发明所述的赤泥原位催化热解废弃热固性酚醛树脂制取芳香族化合物联产重金属吸附材料的方法，一方面，改性赤泥丰富的活性金属氧化物(fe2o3、al2o3和tio2等)和发达的孔隙结构可促进废弃热固性酚醛树脂热解气脱氧提质，提升液体产物中芳烃化合物占比，同时废弃热固性酚醛树脂作为碳源可还原改性赤泥富含的氧化铁化合物价态，合成用于含重金属的电镀工业污水治理的高效零价铁吸附材料，提升催化热解产物的应用价值。
22、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
23、(1)本发明所述的赤泥原位催化热解废弃热固性酚醛树脂制取芳香族化合物联产重金属吸附材料的方法，首先对赤泥进行改性处理，获得低成本活化赤泥催化剂材料；然后将废弃热固性酚醛树脂与活化赤泥催化剂材料混合原料置于催化提质反应器中，实现废弃热固性酚醛树脂的催化降解回用并联产富含零价铁的重金属吸附材料；最后将制备的吸附材料用于含重金属的电镀工业污水治理环节；其整个技术方法流程操作简单，可推广性强。
24、(2)本发明所述的赤泥原位催化热解废弃热固性酚醛树脂制取芳香族化合物联产重金属吸附材料的方法，利用低成本活化赤泥催化剂材料提质废弃热固性酚醛树脂热解气，实现高价值苯酚、芳烃等芳香族化合物的定向制备；同时催化热解过程中的碳热还原过程调变了活化赤泥铁元素的价态分布，以及活化赤泥扮演“原位活化剂”促进了碳材料的孔隙结构发展，实现了炭铁复合吸附材料的定向制备。形成的基于高附加值芳香族化合物与炭铁复合吸附材料定向制备的新型低碳热解技术通过提升碳素利用水平和减少反应活化能，直接或间接的促进了热解系统碳排放削减。
25、(3)本发明所述的赤泥原位催化热解废弃热固性酚醛树脂制取芳香族化合物联产重金属吸附材料的方法，炭铁复合吸附材料在含重金属的电镀工业污水治理领域展现出优异性能，实现了废弃热固性酚醛树脂-赤泥-含重金属的电镀工业污水协同减污降碳治理，从多源污染物协同防控与可持续发展的角度上具有一定的推广利用价值。
1.一种赤泥原位催化热解废弃热固性酚醛树脂制取芳香族化合物联产重金属吸附材料的方法，其特征在于：由以下步骤组成：
2.根据权利要求1所述的赤泥原位催化热解废弃热固性酚醛树脂制取芳香族化合物联产重金属吸附材料的方法，其特征在于：步骤(1)中采用的赤泥原料来自拜耳法工艺制备氧化铝产生的固体废渣，以质量百分数计，具体化学组成如下：na2o 13.01-13.92％、mgo0.21-0.35％、al2o3 22.58-23.20％、sio2 18.75-20.12％、fe2o3 22.50-23.24％、k2o0.38-0.47％、tio2 1.85-2.23％、cao 8.79-9.52％、zro2 0.06-0.09％、烧失量8.87-9.86％。
3.根据权利要求1所述的赤泥原位催化热解废弃热固性酚醛树脂制取芳香族化合物联产重金属吸附材料的方法，其特征在于：步骤(1)中柠檬酸的浓度为1-3mol/l，氨水的质量分数为36％；
4.根据权利要求1所述的赤泥原位催化热解废弃热固性酚醛树脂制取芳香族化合物联产重金属吸附材料的方法，其特征在于：步骤(1)中干燥处理温度为100-105℃，干燥处理时间为24h；
5.根据权利要求1所述的赤泥原位催化热解废弃热固性酚醛树脂制取芳香族化合物联产重金属吸附材料的方法，其特征在于：步骤(2)中废弃热固性酚醛树脂与活化赤泥催化剂材料的质量比为0.5-2:1。
6.根据权利要求1所述的赤泥原位催化热解废弃热固性酚醛树脂制取芳香族化合物联产重金属吸附材料的方法，其特征在于：步骤(2)原位催化热解反应过程中的反应气氛为氮气或氩气中的一种，气体流速为100ml/min；以10℃/min的升温速率升温至原位催化热解反应温度，原位催化热解反应温度为450-650℃，原位催化热解反应时间为20-40min。
7.根据权利要求1所述的赤泥原位催化热解废弃热固性酚醛树脂制取芳香族化合物联产重金属吸附材料的方法，其特征在于：步骤(2)中所述废弃热固性酚醛树脂为废弃苯酚型酚醛树脂、废弃双酚a酚醛树脂或废弃联苯芳烷基型酚醛树脂中的一种。
8.根据权利要求1所述的赤泥原位催化热解废弃热固性酚醛树脂制取芳香族化合物联产重金属吸附材料的方法，其特征在于：步骤(2)中原位催化热解产物中的液体产物为芳香族化合物，原位催化热解产物中的固体产物为吸附材料。
9.根据权利要求1所述的赤泥原位催化热解废弃热固性酚醛树脂制取芳香族化合物联产重金属吸附材料的方法，其特征在于：步骤(3)吸附反应中吸附剂的质量与含重金属的电镀工业污水的体积比为2.3-3.0:1，单位为mg/ml，吸附反应时间为12-24h，吸附反应温度为25-35℃。
10.根据权利要求1所述的赤泥原位催化热解废弃热固性酚醛树脂制取芳香族化合物联产重金属吸附材料的方法，其特征在于：步骤(3)中所述含重金属的电镀工业污水中锌离子含量≤50mg/l，铜离子含量≤30mg/l，ph值为3.0-3.5。
