[發明專利]Ce-OMS-2催化劑降解有機廢水的應用及方法

有效

• 申請號: 201710031486.9
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106630102B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 徐愛華;李軍;方佳;葉朋;吳德明;李曉霞
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所(普通合伙) 31251
• 代理人: 王法男

本發明公開了一種Ce?OMS?2催化劑降解有機廢水的應用及方法，涉及催化和水處理領域。所述Ce?OMS?2催化劑通過活化過硫酸鹽對有機廢水進行降解，其方法為：在廢水溶液中加入過硫酸鹽和Ce?OMS?2催化劑，攪拌混勻放置，將難降解的有機污染物轉化為小分子無污染的物質，達到降解有機廢水的目的。本發明所述的Ce?OMS?2催化劑在常溫常壓下能持續且高效地催化活化過硫酸鹽降解有機廢水，pH適用范圍廣，降解速率快，反應裝置要求較低，催化劑能多次重復使用，在治理難降解有機廢水領域具有很大的應用前景。

技術領域

本發明屬于有機廢水處理領域，具體涉及一種Ce-OMS-2催化劑活化過硫酸鹽降解有機廢水的方法。

背景技術

高級氧化法因其降解有機污染物的高效性而備受推崇，通過產生自由基可將有機污染物直接礦化成為小分子有機物，或經過處理后提高原有有機污染物體系的可生化性，達到進一步有效降解的目的。當前研究與應用較為廣泛的高級氧化技術有基于羥基自由基(·OH)和基于硫酸根自由基(SO₄^-·)的高級氧化技術。其中SO₄^-·的產生主要源于過硫酸鹽(包括過一硫酸鹽和過二硫酸鹽等)的過氧鍵的斷裂。根據活化方式的不同，過硫酸鹽可以通過高溫熱解、過渡金屬以及紫外光活化，但是熱活化過硫酸鹽技術能耗高，紫外光活化活化過硫酸鹽技術條件苛刻。過渡金屬活化過硫酸鹽技術能耗小，對設備要求低，更加經濟可行，常用的金屬離子包括Co²⁺、Ru³⁺、Fe²⁺、Ce³⁺、V³⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Ni²⁺。過渡金屬催化劑如Co²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺難以重復利用而且有可能引入新的污染，在實際應用中受到了很大的限制。

錳氧化物由于其原料豐富、價格低廉、環境友好、結構穩定以及新穎的化學和物理性能等一系列突出優勢，在環境領域應用廣泛(Journal of Materials Chemistry,2008,18(14):1623-1631)。我們之前的研究中發現，錳鉀礦八面體分子篩氧化物OMS-2在酸性條件下活化過硫酸鹽降解有機污染物的效率高，(Applied Catalysis B:Environmental,2015,164:92-99)，但是氧化劑使用量較大；另外，在中性條件下OMS-2催化劑的活性顯著降低，而一般情況下常見污水的pH呈中性。本發明的目的旨在提高OMS-2催化劑活化過硫酸鹽的活性，特別是中性條件下降解污染物的效果。

發明內容

本發明的意義在于，提供一種Ce-OMS-2催化劑降解有機廢水的應用及方法。主要解決的技術問題是：處理廢水使用的氧化劑的量大，處理成本比較高；現有技術中錳氧化合物在中性條件下催化活性不高。

為克服上述技術的不足，本發明采用以下技術方案：

本發明提供一種Ce-OMS-2催化劑降解有機廢水的應用，所述Ce-OMS-2催化劑通過活化過硫酸鹽對有機廢水進行降解。

所述Ce-OMS-2催化劑是指鈰的氧化物負載于OMS-2的一種催化劑，其中鈰在催化劑中表現出+3與+4價；OMS-2，即錳鉀礦八面體分子篩，是一種具有隧道結構的錳氧化物，錳離子以Mn²⁺、Mn³⁺和Mn⁴⁺存在于骨架中，混合價態的錳使其具有優異的氧化還原性，表現出良好的環境屬性。

優選地，所述有機廢水的pH值為1.0～12.0。

本發明還提供了所述Ce-OMS-2催化劑降解有機廢水的方法，該方法為：向有機廢水中加入過硫酸鹽和Ce-OMS-2催化劑，常溫常壓下攪拌混勻，對所述有機廢水進行降解。