[發(fā)明專利]Ce-OMS-2催化劑降解有機廢水的應用及方法

有效

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• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106630102B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)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(fā)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(fā)明所述的Ce?OMS?2催化劑在常溫常壓下能持續(xù)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(fā)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(jù)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(huán)境友好、結構穩(wěn)定以及新穎的化學和物理性能等一系列突出優(yōu)勢，在環(huán)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(fā)現(xiàn)，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(fā)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(fā)明內容

本發(fā)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(xiàn)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(fā)明采用以下技術方案：

本發(fā)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(xiàn)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(tài)的錳使其具有優(yōu)異的氧化還原性，表現(xiàn)出良好的環(huán)境屬性。

優(yōu)選地，所述有機廢水的pH值為1.0～12.0。

本發(fā)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。