[發明專利]一種可用于處理亞甲基藍工業廢水的催化劑組合物及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201510937446.1
• 申請日: 2015-12-15
• 公開（公告）號: CN105521787A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 周國華;孫麗霞
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: B01J23/78
• 分類號: B01J23/78;C02F1/72;C02F101/38
• 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，涉及一種催化劑組合物，尤其涉及一種 可用于處理亞甲基藍工業廢水的二元復合氧化物LiFe₅O₈催化劑及其制備方法和應 用。

背景技術

目前有機染料廢水已經成為主要的水體污染源之一。該廢水具有水量大、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。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、光 催化法、吸附法、膜分離法及高級氧化技術等。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?；炷ǖ倪\行費用較高，泥渣 量大而且脫水困難，適用的pH值范圍窄。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、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。

在氧化技術法中，通常是采用由亞鐵離子和雙氧水組成的芬頓試劑降解有機染 料，原理是亞鐵離子催化雙氧水分解有機物，但該方法存在亞鐵離子難以回收且易造 成二次污染等缺點。申請號為201110058905.0的專利申請公開了一種可降解MB工業 廢水的Cu₂S催化劑的制備方法和應用，該專利申請是將二價銅與有機物4-氯-3-氨基 苯磺酸反應制備銅有機配合物，然后以乙二醇和乙二胺為溶劑，加入銅有機配合物和 可溶性硫化物，在水熱反應釜中反應6～48小時制備得到Cu₂S催化劑，Cu₂S催化雙 氧水降解亞甲基藍染料的時間是100分鐘，因此該方法存在制備工藝復雜，且Cu₂S 對亞甲基藍降解時間長，降解效率低等缺陷。申請號為200510122782.7的專利申請 公開了一種亞甲基藍染料廢水處理方法及催化劑制備方法，該方法以溶劑熱法制備錳 的納米結構氧化物，并催化雙氧水分解亞甲基藍染料，同樣存在催化劑制備工藝復雜， 降解亞甲基藍染料時間所需時間長等不足。授權公告號為CN103038169B的專利公 開了一種含鋰復合氧化物的制造方法，至少包括：使作為原料物質的鋰源、元素M源、 磷源以及元素X源溶解到溶劑中來制備溶液的工序，其中，在至少使元素M源溶解 后添加磷源；使所得到的溶液凝膠化的工序；和對所得到的凝膠進行煅燒的工序，但 是該方法制得的含鋰復合氧化物中元素繁多，且主要用于增加鋰二次電池的使用壽 命。

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， 提供一種簡單有效的可用于處理亞甲基藍工業廢水的催化劑組合物LiFe₅O₈及其制備 方法和應用。

為了實現上述目的，本發明通過大量試驗研究后獲得了如下技術方案：

本發明的一種可用于處理亞甲基藍工業廢水的催化劑組合物，是一種二元復合氧 化物，所述復合氧化物的通式為LiFe₅O₈，所述復合氧化物可作為催化劑催化雙氧水 氧化降解廢水中的亞甲基藍染料。

上述所述的可用于處理亞甲基藍工業廢水的催化劑組合物的制備方法，所述方法 包括如下步驟：

(1)將鋰化合物、鐵鹽和檸檬酸依次加入水中，攪拌溶解，所述鋰化合物中的鋰、 鐵鹽中的鐵和檸檬酸的摩爾比為1：5：12～20；

(2)加入乙二醇，乙二醇加入量為檸檬酸摩爾數的3倍，攪拌10min后，加熱到 100℃～130℃，繼續攪拌形成凝膠；

(3)將凝膠在400℃～900℃下煅燒4～15小時，得到所述二元復合氧化物LiFe₅O₈。