[發明專利]一種處理苯酚廢水的復合催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201710260546.4
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN107020146A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 袁旭音;徐健;韓磊;周睿;章海燕;張曉輝
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: B01J29/072
• 分類號: B01J29/072;B01J35/10;C02F1/32;C02F1/72;C02F101/34
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于廢水處理領域，具體涉及一種處理苯酚廢水的復合型催化劑及其制備方法。

背景技術

苯酚是造紙、煉焦、煉油、塑料、農藥、醫藥合成等行業生產的原料和中間體。含酚廢水對人類的危害非常嚴重，因此，研究水中苯酚的去除方法非常必要。光催化氧化技術應用于水處理治理已成為研究熱點，Fenton、UV/Fenton等高級氧化法反應迅速、條件溫和，通過產生強氧化性的·OH可有效降解工業有機廢水。但均相UV/Fenton對pH值適應范圍較窄，不利回收與應用，同時對雙氧水消耗量較大，且反應所需鐵離子會造成二次污染及嚴重的催化劑流失問題。

基于硫酸根自由基(SO₄^-·)的過硫酸鹽(PDS)活化技術可氧化去除難降解有機污染物，是一類新型的高級氧化技術。過硫酸鹽易保存，且價格便宜，將其應用于環境污染治理，則是國外最近發展起來的新領域。

與貴金屬系列催化劑相比，銅系催化劑是較經濟的催化劑。均相Cu系催化劑表現出了高活性、反應速度快等優點，但需進行后續處理，流程較復雜，易引起二次污染。非均相催化劑是以固態形式存在，催化劑具有活性高、易分離、穩定性好等優點，因此Cu系非均相催化劑的研究受到了普遍關注。

發明內容

發明目的：針對現有技術存在的問題，如本發明所述的一種處理苯酚廢水的復合催化劑。該催化劑在紫外光(UV)條件下，通過與活化過硫酸鹽(PDS)結合可以有效地降解苯酚，不會對反應體系產生二次污染，且可重復利用率較高。

本發明還提供一種處理苯酚廢水的復合型催化劑的制備方法。

技術方案：為了實現上述目的，如本發明所述一種處理苯酚廢水的復合型催化劑，主要由前驅體Cu(NO₃)₂·3H₂O通過浸漬法負載在改性的粉煤灰沸石制備而成；所述改性的粉煤灰沸石由粉煤灰、氫氧化鈉或氫氧化鉀、氯化鎂在10-15MPa的真空高壓條件下，600-800℃焙燒而成。

其中，所述前驅體Cu(NO₃)₂·3H₂O與改性的粉煤灰沸石的質量比為(1.1-4.5)：5。

本發明所述的處理苯酚廢水的復合型催化劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)將活化劑NaOH或KOH加入到粉煤灰中使兩者混合均勻，加入氯化鎂在10-15MPa的真空高壓條件下，600-800℃焙燒，將焙燒產物研磨均勻后加入蒸餾水，攪拌，老化，然后進行晶化，反應停止后將產物過濾、洗滌、烘干，即為改性的粉煤灰沸石；

(2)稱取前驅體Cu(NO₃)₂·3H₂O和改性的粉煤灰沸石加入燒杯中，加水攪拌；

(3)攪拌結束后，將燒杯中物質進行真空干燥；干燥結束后，將燒杯中的固體物質磨碎后焙燒，自然冷卻，即可制得復合型催化劑。

其中，步驟(1)所述NaOH或KOH與粉煤灰、氯化鎂的質量比為(1-4)∶25∶5。

其中，步驟(2)所述加水的量為淹沒前驅體Cu(NO₃)₂·3H₂O和改性的粉煤灰沸石；所述攪拌條件為25-27℃，攪拌1.5-2h。

其中，步驟(3)所述真空干燥130-150℃，干燥3-4h；所述焙燒條件為400-500℃，焙燒6-8h。

本發明的處理苯酚廢水的復合型催化劑，由前驅體Cu(NO₃)₂·3H₂O通過浸漬法負載在改性的粉煤灰沸石上制備出性能良好的復合催化劑，同時加入過硫酸鹽，使其在紫外光(UV)的激發下產生具有強氧化能力的硫酸根自由基(SO₄^-·)，減少了處理成本，具有可重復使用和綠色高效的特點。