[發(fā)明專利]一種雙相氧化劑體系催化氧化處理有機(jī)廢水的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811419802.0
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109626543B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳朱琦;朱靜怡;王啟亮;周新全;汪佳
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/78;C02F101/30
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

1.一種雙相氧化劑體系催化氧化處理有機(jī)廢水的方法，其特征在于，以有機(jī)廢水為處理對象，以液相氧化劑過硫酸鹽溶液和氣相氧化劑臭氧構(gòu)成雙相氧化劑體系，通過負(fù)載型四元水滑石結(jié)構(gòu)催化劑實(shí)現(xiàn)氧化劑的活化和污染物的降解；

所述四元水滑石結(jié)構(gòu)催化劑包括四種金屬元素，其中兩種金屬元素用以構(gòu)成水滑石層狀結(jié)構(gòu)，并提供表面羥基，促進(jìn)對臭氧分子的吸附，強(qiáng)化固液氣三相反應(yīng)的接觸；另外兩種金屬元素為具有活性的過渡金屬元素，用以與所述雙相氧化劑體系進(jìn)行電子轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生自由基，在混合反應(yīng)體系中催化氧化處理有機(jī)廢水；

所述混合反應(yīng)體系中液相氧化劑過硫酸鹽為過一硫酸鹽或過二硫酸鹽，所述過硫酸鹽在所述混合反應(yīng)體系中的濃度為1～5mmol/L；所述混合反應(yīng)體系中氣相氧化劑臭氧的濃度為10～50mg/L；所述催化劑在所述混合反應(yīng)體系中的濃度為0.1～0.5g/L；

所述負(fù)載型四元水滑石結(jié)構(gòu)催化劑以Mg、Al兩元作為骨架，構(gòu)成水滑石層狀結(jié)構(gòu)；所述過渡金屬元素為Cu、Co或Fe。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述四元水滑石結(jié)構(gòu)催化劑為CuCoMgAl，該催化劑中四種金屬元素的摩爾比Cu:Co:Mg:Al為(0.75～1.5)：(0.05～0.15):15:5；或所述四元催化劑為FeCoMgAl，該催化劑中四種金屬元素的摩爾比Fe:Co:Mg:Al為(0.75～1.5)：(0.05～0.15):15:5。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述負(fù)載型四元水滑石結(jié)構(gòu)催化劑的制備方法為：以鎂、鋁的硝酸鹽為原料，采用共沉淀法或水熱法制備具有水滑石結(jié)構(gòu)的催化劑前驅(qū)體，再采用共沉淀法或水熱法將銅、鈷和鐵中的兩種過渡金屬的硝酸鹽負(fù)載于該催化劑前驅(qū)體中，最后將混合物過濾干燥，在400～800℃煅燒5～10h，得到所述負(fù)載型四元水滑石結(jié)構(gòu)催化劑。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)采用臭氧發(fā)生器，以5～10g/h的速率向水中通入臭氧氣流，通入時(shí)間為3～20min，得到濃度為10～50mg/L的臭氧儲(chǔ)備液；

(2)將含有有機(jī)物濃度為100～200ppm的有機(jī)廢水與步驟(1)獲得的臭氧儲(chǔ)備液按照體積比0.2～2:1混合，加入一定量所述催化劑和過硫酸鹽，得到混合反應(yīng)體系，在密封、避光條件下進(jìn)行反應(yīng)，降解所述污染物中的有機(jī)物；

其中，所述催化劑在所述混合反應(yīng)體系中的濃度為0.1～0.5g/L，所述過硫酸鹽的在所述混合反應(yīng)體系中的濃度為1～5mmol/L；反應(yīng)時(shí)間為0.2～1h。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將有機(jī)廢水與所述催化劑在底部設(shè)有氣體分配器的容器中混合，得到混合反應(yīng)體系；所述有機(jī)廢水中有機(jī)物的濃度為20～100ppm；

(2)采用臭氧發(fā)生器，將速率為2～5g/h的臭氧氣流持續(xù)由步驟(1)所述容器底部通入，與所述容器中混合液充分反應(yīng)，降解所述污染物中的有機(jī)物；

其中，所述催化劑在所述混合反應(yīng)體系中的濃度為0.1～0.5g/L，所述過硫酸鹽的在所述混合反應(yīng)體系中的濃度為1～5mmol/L；反應(yīng)時(shí)間為0.2～1h。