[發(fā)明專利]光催化降解廢水中有機(jī)污染物的網(wǎng)狀催化劑生產(chǎn)方法及有機(jī)污染物廢水處理裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910303709.8
• 申請(qǐng)日: 2009-06-26
• 公開（公告）號(hào): CN101584996A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任應(yīng)剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 任應(yīng)剛
• 主分類號(hào): B01J35/02
• 分類號(hào): B01J35/02;B01J37/00;B01J23/755;B01J21/06;C02F1/30;C02F1/32;C02F1/72;C02F101/30
• 代理公司: 深圳市中知專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 楊 林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光催化降解廢水中有機(jī)污染物的網(wǎng)狀催化劑的生產(chǎn)方法及應(yīng)用該網(wǎng)狀催化劑的有機(jī)污染物廢水處理裝置。?

背景技術(shù)

近年來我國洗滌劑工業(yè)發(fā)展迅速，其產(chǎn)量逐年增加。2005年我國合成洗滌劑產(chǎn)量為510萬噸，2006年為550萬噸，2007年已達(dá)600萬噸，2008年預(yù)計(jì)為650萬噸。目前我國應(yīng)用比較多的表面活性劑有：陰離子表面活性劑(以直鏈烷基苯磺酸鈉LAS為主)占總量的70％；非離子表面活性劑占總量的20％；其他占10％。合成洗滌劑用途廣泛，幾乎涉及到家庭生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)方面。?

光催化氧化技術(shù)是上世紀(jì)70年代近三十年來發(fā)展起來的新技術(shù)、新方法。光催化是通過紫外光照射到半導(dǎo)體催化劑時(shí)，處于價(jià)帶的電子(e)就會(huì)被激發(fā)到導(dǎo)帶上，價(jià)帶生成空穴(h+)，從而分別在價(jià)帶和導(dǎo)帶上產(chǎn)生高活性的光生電子-光生空穴對(duì)，將多種有機(jī)污染物徹底礦化去除。光催化氧化技術(shù)為各種有機(jī)污染物和還原性無機(jī)污染物，特別是難生物降解的有毒有害物質(zhì)的去除，提供了極具前途的環(huán)境污染深度凈化技術(shù)。同時(shí)由于其處理成本低、分解徹底、無二次污染等優(yōu)勢，引起了當(dāng)代科技領(lǐng)域的關(guān)注。?

但是光催化氧化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在著諸多的不足及制約因素：?

第一，量子效益低，單純的TiO₂光催化劑的光生電子-空隙對(duì)的再復(fù)合率高，光催化性能不突出。較低的光量子效率限制了光催化氧化的工業(yè)化應(yīng)用。?

第二，TiO₂選擇吸附性差，光催化反應(yīng)過程的產(chǎn)物CO₂極易吸附在催化劑表面極大的降低了光催化反應(yīng)的速率和選擇性。?

第三，有機(jī)污染物降解中間產(chǎn)物復(fù)雜，實(shí)際廢水種類繁多，各類水質(zhì)相差懸殊，污染物降解難易程度不一，機(jī)制各異，組分之間存在競爭反應(yīng)，在一定程度上制約了光催化技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。?

第四，光催化劑及紫外光源的有效分布與融合問題。?

以上幾點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)光催化氧化技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用所必須解決的技術(shù)及工藝問題。所以研究及開發(fā)高效率的有行業(yè)針對(duì)性的合成新型載體及催化劑或?qū)ζ溥M(jìn)行修飾，優(yōu)化催化劑分布體系，以提高光和催化劑的有效利用率，顯著提高光催化氧化降解的效率；開發(fā)光催化氧化技術(shù)與其他技術(shù)的耦合，從工藝上克服不利因素的制約等新工藝新技術(shù)是光催化技術(shù)的主流發(fā)展方向。也是目前國內(nèi)外進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究及開發(fā)的主要課題與需要解決的關(guān)鍵問題所在。?

在國內(nèi)外光催化技術(shù)專利中，用于光催化降解的納米二氧化鈦大都采用懸浮狀或?qū)⑵涓捷d在于空心玻璃球、泡沫塑料、樹脂、木削、螺旋彈簧結(jié)構(gòu)載體、多孔陶瓷、纖微絲上制成漂浮型或固定床式光催化體系，其兩種方式都存在著催化劑與紫外光不能充分有效的接觸與融合，不能使整個(gè)催化體系中流體催化劑均勻有效的接觸，不利于系統(tǒng)均勻有效的?充分反應(yīng)。無論是懸浮態(tài)還是填充式固定床催化劑，由于流體通過或氣流攪動(dòng)都會(huì)造成催化劑因碰撞而損壞，使催化劑流失。因而無法滿足光催化氧化技術(shù)的工業(yè)化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所解決的問題在于克服現(xiàn)有的陰離子表面活性劑等有機(jī)污染物處理方法存在的不足，而提供一種使用時(shí)間更長，效果更好的網(wǎng)狀催化劑的生產(chǎn)方法及應(yīng)用該網(wǎng)狀催化劑的有機(jī)污染物廢水處理裝置。?

為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供的這種光催化降解廢水中有機(jī)污染物的網(wǎng)狀催化劑生產(chǎn)方法，其特征在于：包括如下步驟，?

(1)、用鍍鎳的鐵絲網(wǎng)作為網(wǎng)狀載體，根據(jù)設(shè)備安裝要求剪裁成需要的大小；?

(2)、催化劑混合液按重量比調(diào)配：?

取1份納米TiO₂和3-4份丙酮攪拌均勻，?

再加入1-6份環(huán)氧樹脂、1-6份固化劑及適量增塑劑充分混合均勻成膠狀物；?

(3)、將步驟(2)所得的催化劑膠狀物涂在網(wǎng)狀載體上固化；?

(4)、將固化的網(wǎng)狀載體浸泡在丙酮溶液中3-60分鐘。?

鍍鎳的鐵絲網(wǎng)可以用不銹鋼網(wǎng)或其他含鐵、鎳等金屬合金網(wǎng)代替，剪裁后，用稀酸浸泡，待其腐蝕，取出用清水沖洗至沒有殘留酸止，常溫涼干，保留網(wǎng)上銹斑。?

鍍鎳的鐵絲網(wǎng)也可以是普通鐵絲網(wǎng)，再用電鍍或化學(xué)鍍的方法鍍鎳，鍍鎳量少于網(wǎng)基體表面積的5％，剪裁后，用稀酸浸泡，待其腐蝕，?取出用清水沖洗至沒有殘留酸止，常溫涼干，保留網(wǎng)上銹斑。?

催化劑膠狀物涂覆網(wǎng)狀載體上在常溫下自然固化或置于100℃-150℃烘箱中固化。?

以上網(wǎng)狀載體網(wǎng)目在1/4-8目間可以達(dá)到更好的效果。?