[發明專利]一種非均相臭氧催化降解印染廢水的工藝

有效

• 申請號: 201810162908.0
• 申請日: 2018-02-26
• 公開（公告）號: CN108314214B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 廣西研創企業管理咨詢有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F1/78;B01J31/28;C02F101/30
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所 53113
• 代理人: 葉春娜

1.一種臭氧催化氧化降解印染廢水的處理工藝，其特征在于，包括如下步驟：

取一定量印染廢水經過濾去除其中的顆粒物，然后加入1L燒瓶中，通過加酸或堿調節廢水的pH至4.5～8.5，然后向其中通入N₂至廢水中無殘留氧氣存在，隨后向其中加入一定量的氮、鈷共摻雜氧化鈰納米管磁性催化劑，并于室溫下向其中通入穩定的臭氧氣流，通過調節臭氧發生器電流的大小，控制臭氧流量為10～40mg·L^-1·h，催化臭氧反應一段時間后完成對印染廢水的降解；

其中氮、鈷共摻雜氧化鈰納米管磁性催化劑與印染廢水的質量體積比為5～15g：1L，催化臭氧反應的時間為0.1～2.5h；

所述的氮、鈷共摻雜氧化鈰納米管磁性催化劑的制備方法包括如下步驟：

一、磁性Fe₃O₄納米顆粒的制備：采用化學共沉淀法制備Fe₃O₄納米顆粒：在N₂保護下，將FeCl₂·4H₂O和FeCl₃·6H₂O溶解于蒸餾水中，在磁力攪拌的作用下充分混合；將上述混合溶液加熱到85～95℃，逐滴加入氨水，在500～700rpm的轉速下反應1～2h，反應完成后，通過磁鐵分離，并用蒸餾水反復洗滌至溶液呈中性，然后真空干燥得到磁性Fe₃O₄納米顆粒；

二、SiO₂包裹磁性Fe₃O₄納米顆粒的制備：為避免磁性Fe₃O₄納米顆粒在負載于殼聚糖上的過程中由于酸性溶劑的存在而被溶解，在其表面包裹一薄層SiO₂，取步驟一制得的Fe₃O₄納米顆粒置于三口燒瓶中，依次加入體積分數為20%～50%的乙醇水溶液、氨水和正硅酸四乙酯，在30～40℃，轉速200～300rpm的條件下反應22～25h；反應完成后，利用磁鐵分離產物，用蒸餾水反復洗滌至濾液呈中性，真空干燥得到SiO₂包裹磁性Fe₃O₄納米顆粒；

三、基底的制備：將殼聚糖溶于醋酸溶液中，向其中加入上述SiO₂包裹的磁性Fe₃O₄納米顆粒攪拌均勻，然后加入交聯劑，得到凝膠狀物質即為負載磁性顆粒后的殼聚糖基底；

四、N、Co共摻雜CeO₂納米管的制備：稱取0.5～0.9g Ce(NO₃)₃·6H₂O和1.5～2.0g尿素溶于80～100mL去離子水中，攪拌30～60min，將溶液轉移200～250mL圓底燒瓶中，在80～90℃的油浴中攪拌24～48h，冷卻后離心干燥得到Ce(OH)CO₃，稱取0.2～0.4g Ce(OH)CO₃固體分散于40～80mL去離子水中，加入0.05～0.1gCo(NH₂)₆Cl₃和4.5～5g NaOH攪拌30～45min，轉移到100～150mL反應釜中，在120～130℃反應24～36h，冷卻至室溫后過濾并用無水乙醇和去離子水分別清洗3遍，所得固體在120℃干燥20h后得到的黃色粉末為N、Co共摻雜CeO₂納米管，水熱反應后N在CeO₂納米管中的含量為4.5～6.5wt%，Co在CeO₂納米管中的含量為3.5～5.2wt%；

五、催化臭氧降解印染廢水催化劑的制備：將N、Co共摻雜的CeO₂納米管分散于蒸餾水中超聲分散成懸浮液，然后將其加入到200mL含有步驟三制備的殼聚糖基底溶液中，40℃條件下超聲20min，隨后調節水浴溫度為60℃，體系pH為9～10，攪拌反應2～4h，即得到催化劑；其中N、Co共摻雜的CeO₂納米管與殼聚糖基底的質量比為1：10～15。