[發明專利]一種降解廢水中亞甲基藍染料的催化劑組合物及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201410598642.6
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104353453A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 周國華;陳綿鋒
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: B01J23/30
• 分類號: B01J23/30;C02F1/00;C02F103/30
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

技術領域

本發明屬于無機功能材料制備技術領域，涉及一種降解廢水中亞甲基藍染料的三元復合氧化物催化劑及其制備方法和應用。

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背景技術

隨著染料工業的快速發展，有機染料廢水已經成為主要的水體污染源之一。這類廢水具有水量大、濃度高、成分復雜、色度深和難降解等特點。大多數染料還具有毒性、致癌性、致畸和致突變的作用。其中，亞甲基藍是一種重要的有機化學合成陽離子染料，工業應用非常廣泛。例如，可應用于麻、蠶絲織物、紙張的染色及竹、木的著色，應用于生物、細菌組織的染色以及應用于制造墨水和色淀等。亞甲基藍在工業上的廣泛應用也將導致含亞甲基藍染料廢水對水體的嚴重污染。

目前，有機染料廢水的處理方法主要有生物法、混凝法、高級氧化技術、光催化法、吸附法及膜分離法等。生物法受pH值、溫度、鹽份和染料種類等因素的影響，使得生物法處理的效果不夠理想。混凝法的運行費用較高，泥渣量大而且脫水困難，適用的pH值范圍窄。高級氧化技術成本高，常用氧化劑也會表現出氧化能力不強、存在選擇性氧化等缺點，而且處理過程中容易引入雜質造成二次污染。光催化法需要光源照射體系，在實際應用中受天氣影響大。吸附法易受水中的懸浮物和油脂等影響，而且吸附劑用量大和費用高。膜分離法分為電滲析法、反滲透法、納濾法和超濾法等，其中電滲析法、反滲透法、納濾法的優點是染料去除率高，能回收廢水中的染料，工藝簡單，但是所用膜的成本較高，操作壓力較大，造成膜法的能耗偏高，影響了其工業化應用。傳統的超濾法由于膜孔徑較大，難以去除低分子量的有機污染物。

綜上所述，通過研究開發一種簡單而且高效處理亞甲基藍染料廢水的催化劑具有重要的社會意義和經濟意義。

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發明內容

????鑒于現有技術的不足，本發明的目的在于解決現有技術中存在的上述技術問題，從而提供一種簡單、有效降解廢水中的亞甲基藍染料的催化劑組合物及其制備方法和應用。?

為了實現上述目的，本發明人通過大量試驗研究并不懈探索，最終獲得了如下技術方案：

一種降解廢水中亞甲基藍染料的催化劑組合物，該催化劑組合物包括通式為M₂O·Cr₂O₃·xWO₃的三元復合氧化物，其中M為鈉元素或鉀元素，x=1~8。

一種降解廢水中亞甲基藍染料的催化劑組合物的制備方法，其中，所述的催化劑組合物包括通式為M₂O·Cr₂O₃·xWO₃的三元復合氧化物，該三元復合氧化物按如下步驟制備而成：

???（1）將M元素的化合物、鉻鹽、鎢酸鹽和檸檬酸依次加入水中，攪拌溶解，所述的M元素化合物中的M、鉻鹽中的鉻、鎢酸鹽中的鎢、檸檬酸和水的摩爾比為1：1：1-8：3-30：250-450；

???（2）加入乙二醇，乙二醇的加入量為檸檬酸摩爾數的4倍，攪拌5-15min后，加熱到100℃-130℃，繼續攪拌形成凝膠；

???（3）將凝膠在500℃-1100℃下煅燒5-15小時，得到具有顆粒狀的三元復合氧化物M₂O·Cr₂O₃·xWO₃，其中M為鈉元素或鉀元素，x=1~8。

在本發明的一個最優選的實施例中，如上所述降解廢水中亞甲基藍染料的催化劑組合物的制備方法，其中步驟（1）中所述的M元素化合物中的M、鉻鹽中的鉻、鎢酸鹽中的鎢、檸檬酸和水的摩爾比為1:?1:?4:?13:?333。

????優選地，如上所述降解廢水中亞甲基藍染料的催化劑組合物的制備方法，其中步驟（3）中的煅燒溫度為600℃-1000℃，煅燒時間為5-10小時。

????進一步優選地，如上所述降解廢水中亞甲基藍染料的催化劑組合物的制備方法，其中所述的M元素化合物為鉀化合物或鈉化合物，所述的鉀化合物選自如下中的一種或多種：氫氧化鉀、氯化鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀、硫酸鉀、硫酸氫鉀、硝酸鉀、磷酸鉀、磷酸氫鉀、磷酸二氫鉀、甲酸鉀、醋酸鉀、檸檬酸鉀；所述的鈉化合物選自如下中的一種或幾種：氫氧化鈉、氯化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、硫酸鈉、硫酸氫鈉、硝酸鈉、磷酸鈉、磷酸氫鈉、磷酸二氫鈉、甲酸鈉、醋酸鈉、檸檬酸鈉。

進一步優選地，如上所述降解廢水中亞甲基藍染料的催化劑組合物的制備方法，其中所述的鉻鹽為硝酸鉻、硫酸鉻和氯化鉻中的一種或幾種。