[發明專利]一種以ZnAl2O4納米粒子作為催化劑的臭氧化水處理方法有效
| 申請號： | 201310260766.9 | 申請日： | 2013-06-27 |
| 公開（公告）號： | CN103274515A | 公開（公告）日： | 2013-09-04 |
| 發明（設計）人： | 董玉明;趙輝;蔣平平;王光麗;王佳俊 | 申請（專利權）人： | 江南大學 |
| 主分類號： | C02F1/78 | 分類號： | C02F1/78;B01J23/06 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 214122 江蘇省*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 znal sub 納米 粒子 作為 催化劑 臭氧 水處理 方法 | ||
技術領域
本發明提出一種以ZnAl2O4納米粒子作為催化劑的臭氧化水處理方法，屬于環境催化和水處理領域。?
背景技術
當前，隨著工農業的迅猛發展，含有機污染物的工業廢水和農業廢水排放量日益增多。其中許多有機污染物毒性大、難被生物降解，對生態環境和人類健康造成了嚴重的威脅，因此對于該類有機廢水的有效處理引起人們廣泛關注。催化臭氧化則是利用催化劑在常溫常壓下強化臭氧氧化的一種高級氧化過程。研究表明催化反應過程中產生的羥基自由基非常活潑，氧化電位高達2.33V，能降解大多數穩定性高、毒性大和難降解的有機污染物。因此，催化臭氧化降解水中有機污染物的研究日益受到重視。?
催化臭氧化可分為均相催化和多相催化。均相催化臭氧化中，催化劑分散在溶液中，難分離回收再利用，因而限制了其處理有機廢水。多相催化臭氧化操作方便、氧化能力強，催化劑易回收，克服了均相催化臭氧化中催化劑難分離的缺點，在有機廢水處理中應用前景廣闊。?
近年來，隨著納米材料與納米技術的研究不斷深入，納米材料制備技術日臻成熟，納米材料在催化領域的研究引起了人們的廣泛關注。納米催化劑，一方面尺度小、比表面大、分散性好，有利于提高催化臭氧化效率。另一方面，改變納米催化劑的尺寸，形狀、形貌、組成，電子結構以及熱和化學穩定性，可獲得高活性、高選擇性和高穩定性的多相催化劑。因此開發高效的納米催化劑，能夠推進多相催化臭氧化工業化的進程。?
發明內容
本發明的目的在于提供一種納米催化劑的臭氧化水處理方法，降低水污染，提高催化臭氧化的應用價值。本發明的目的可以通過以下技術方案實現：?
(1)ZnAl2O4納米粒子的制備：將Zn(NO3)2·6H2O，Al(NO3)3·9H2O和尿素溶解于水和乙醇混合液中(V水/V乙醇＝1)，其中Zn∶Al∶尿素＝1∶2∶20(摩爾比)。攪拌數分鐘后轉移到反應釜中，在150-220℃下密封保持12-24h，反應完成后自然冷卻至室溫，去離子水洗滌所得沉淀至中性，干燥產品，得到ZnAl2O4納米粒子。?
(2)臭氧化水處理：將得到的ZnAl2O4納米粒子作為催化劑加入到臭氧化水處理體系中，通入臭氧，攪拌，降解水中有機污染物。?
(3)不同催化劑量的臭氧化效果：通過比較催化劑的用量，發現催化劑與所處理?廢水的質量之比為0.00025-0.002時具有顯著的催化降解效果。催化劑量越多，有機物降解效果越理想。?
本發明的有益效果：以Zn(NO3)2·6H2O，Al(NO3)3·9H2O和尿素為原料，通過水熱的方法，合成出ZnAl2O4納米粒子，將其作為臭氧化催化劑，較單獨臭氧化，催化臭氧化使污水中有機污染物的降解速率明顯加快，礦化程度明顯提高。與現有臭氧化水處理催化劑相比較，本發明具有顯著的特點：?
(1)ZnAl2O4的制備方法操作簡單，原料易得，合成過程周期短，無毒無污染。?
(2)ZnAl2O4納米粒子在水中具有良好的分散性，有利于提高與臭氧、水中污染物的接觸。因此在使用過程中，較小的投入量即可取得較好的催化效果。?
(3)ZnAl2O4納米粒子對水中苯酚的吸附性能非常微弱，其催化作用主要來自催化劑表面與臭氧作用，促進臭氧的分解產生羥基自由基，加快苯酚降解，進而提高降解效率。?
附圖說明
圖l為實施例l所得產品的TEM照片；?
圖2為實施例1所得產品的XRD圖譜；?
圖3為實施例1中苯酚隨臭氧化時間的濃度變化曲線，(1)線為單獨臭氧化(無催化劑)，(2)線為實例1中ZnAl2O4納米粒子催化臭氧化；(3)線為實例l中ZnAl2O4納米粒子吸附；?
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