[發明專利]太陽光催化高效降解丙烯腈廢水用FSBi摻雜TiO2

在審

• 申請號: 201910037644.0
• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN111420685A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 歐陽峰;王韞;戴方為
• 申請（專利權）人: 歐陽峰;王韞;戴方為
• 主分類號: B01J27/135
• 分類號: B01J27/135;C02F1/30;C02F101/38
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• 代理人: 暫無信息

太陽光催化高效降解丙烯腈廢水用FSBi摻雜TiO₂/SiO₂催化劑的制備及使用，本發明涉及模擬及自然日光條件照射下光催化降解丙烯腈實際廢水COD滿足國家排放標準的F、S、Bi共摻雜改性二氧化鈦復合氧化物催化劑及其制備方法。本發明首先提供了優化溶膠凝膠法F摻雜的TiO₂催化劑制備方法基礎上，即利用硝酸鉍和硫脲作為前驅體進行S、Bi共摻雜。F、S、Bi共摻雜改性后的TiO₂催化劑協同作用優勢明顯，催化劑的光響應范圍拓寬，樣品表面的酸性位點強度大，特別是硅膠的加入所形成凸凹不平超細納米粒子的表觀形貌和孔結構造成的光散射，有利于光吸收，這對光催化活性的提高起了重要的作用。最適宜的Ti、F、S、Bi的比例為1∶1∶0.5?5％∶0.1?3％，適宜的煅燒溫度和煅燒時間分別為400?550℃和3h，該催化劑重復3次，COD仍可從約102降至40mg/L以下。

技術領域

本發明涉及一種丙烯腈實際廢水光催化降解用復合氧化物催化劑，具體的說，涉及水相中光催化降解丙烯腈實際廢水用二氧化硅作為擔載氟、硫、鉍共摻改性的二氧化鈦的光催化劑制備方法，屬于環保技術領域。

背景技術

丙烯腈(acrylonitrile，CH2＝CH-CN，簡稱AN)是合成ABS工業塑料、腈綸纖維、丁腈橡膠、和樹脂的單體，是應用廣泛的重要化工原料。在生產、使用過程中，丙烯腈帶來的各種環境污染問題日益凸顯，且在我國發布的優先控制的有毒化學品名錄中位列第四，它毒性強、難降解、殘留時間長。丙烯腈廢水不僅破壞水體生態系統，并且對人類的健康有極大隱患。然而鑒于市場對丙烯腈有著很大的需求，短時間內無法規避丙烯腈的應用，高效處理丙烯腈廢水的方案亟需提出。目前，處理丙烯腈的方法主要還是吸附法，焚燒法，循環活性污泥法等。以上方法不僅成本高，而且去除亦不充分，對工作條件要求苛刻，難以實現對丙烯腈廢水污染的有效控制。，丙烯腈廢水中最難處理的污染物是聚合物。它主要來自于腈類物質的低分子聚合物或共聚物。這些聚合物在水中一般以膠體態或溶解態形式存在，難以水解并被微生物利用，無法得到有效去除，因此丙烯腈生產廢水屬于公認的難降解高濃度有機廢水。

光催化劑氧化是催化劑受光照射，吸收光能，發生電子躍遷，生成電子空穴對，對吸附于表面的污染物直接進行氧化還原，生成強氧化性的氫氧自由基，將污染物氧化。非均相光催化應用到水處理中有以下獨特的優勢：能完全有機物和降解的中間產物完全礦化，并且不產生二次污染；降低的操作成本。高活性的氧化物種的產生有利于TiO₂表面光生電子和空穴的分離，并高效的礦化有機污染物。到目前為止，將TiO₂光催化劑應用到水處理領域中仍然面臨很多問題和挑戰，如何將處理過的廢水中的TiO₂分離是一大障礙，催化劑在實際條件復雜的污水中的團聚現象也會大大降低其活性，光催化劑本身的光響應范圍和光生電子、空穴的復合問題，光催化反應器的研究也尚處于起步階段。