[發明專利]一種降解印染廢水中有機污染物的催化劑、制備方法及應用

有效

• 申請號: 201910506588.0
• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN110124695B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 吳美鳳;李雙;王登科;晏小放;鄭靈玲
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: B01J27/043
• 分類號: B01J27/043;B01J35/02;B01J35/08;C02F1/32;C02F101/30;C02F103/30
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 俞曉明

本發明公開了一種降解印染廢水中有機污染物的催化劑，包括CdS微球以及負載在所述CdS微球表面上的FeS納米顆粒，所述CdS微球與FeS納米顆粒形成核殼結構，且所述FeS納米顆粒在所述催化劑中的重量占比為5～9％。本發明還公開了上述催化劑的制備方法，以氯化鎘、亞鐵氰化鉀、硫代乙酰胺和硫脲為反應原料，通過簡單的兩步水熱法于160～200℃下反應6～10h制備得到上述催化劑。本發明提供的催化劑，具有較高的比表面積，且催化劑表面粗糙，可與染料中的有機污染物充分接觸，能夠高效降解染料中的有機污染物，本發明的制備方法簡單、原料廉價易得，降低了經濟成本，且制備過程無污染，有利于大規模的工業生產應用。

技術領域

本發明屬于催化劑制備技術領域，具體涉及一種降解印染廢水中有機污染物的催化劑、制備方法及應用。

背景技術

紡織印染工業在相當長時間內一直作為我國的實體經濟產業之一而蓬勃發展，在過去數十年為我國的經濟發展奠定了堅實基礎，為GDP的快速增長提供了有力保障。據統計，到目前為止我國仍是紡織品加工的出口第一大國，在外匯創收方面仍然有著舉足輕重的作用。然而，紡織印染工業同時又被認為是高污染產業的典型，印染加工耗水量大、能源消耗大，污水排放總量大、污染度高，因而導致的環境污染更加嚴重。而與這種環境污染關聯最大的，則是大量污水排放后導致的水體。

近年來，我國每年有620-700億噸的污水排放，據統計，在排放的廢水中，有機印染廢水占到35％左右，而印染廢水污染水體的原因主要在于紡織材料的濕處理加工往往不能充分利用投加的染化藥劑。以活性染料染棉為例，根據工藝的不同，1公斤的棉織物需要約70–150公斤的水。盡管染色工藝和技術逐步改進，但仍有約10-40％的活性染料由于加工過程中的各種原因而不能充分固著于織物上。這部分染料由于水解的緣故無法進行回收利用，通常直接隨染液廢水一起排放。由于染料污水具有有機物濃度高，顏色深，難以生物降解等特點，未經處理的污水直接排放到自然水體中會導致嚴重的生態問題。

目前，傳統的污水治理手段(物理處理，生物處理，常規化學處理)不能徹底消除水中的污染物，因此發展一種綠色，無二次污染的處理手段勢在必行。其中光催化技術由于成本低，安全無毒，反應條件溫和和無二次污染等優點成為一種理想的環境治理技術。其中對催化劑的開發上做了一系列的努力，主要集中研究TiO₂，但是TiO₂在光催化反應中量子效率低，易失活等問題限制了其在工業上的應用。為了解決這些問題，目前常用的方法有貴金屬的負載等，然而這些方法存在成本高，生產工藝復雜等不足。近年來，復合兩種不同半導體來加強其單一組分的光催化性能方面的研究取得了一定的進展，但是合成工藝比較復雜，繁瑣，不利于大規模的工業生產。因此開發具有高效，生產工藝簡單的復合催化劑對推廣光催化技術的應用以及對印染廢水的治理有重大的意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種降解印染廢水中有機污染物的催化劑、制備方法及應用。

本發明的第一個目的是提供一種降解印染廢水中有機污染物的催化劑，包括CdS微球以及負載在所述CdS微球表面上的FeS納米顆粒，所述CdS微球與FeS納米顆粒形成核殼結構，且所述FeS納米顆粒在所述催化劑中的重量占比為5～9％。

較佳地，所述CdS微球的尺寸為2～3μm。

較佳地，所述FeS納米顆粒的尺寸為50～100nm。

本發明的第二個目的是提供一種上述催化劑的制備方法，包括以下步驟：以氯化鎘和硫代乙酰胺為原料，水熱反應制備CdS微球；

以CdS微球、亞鐵氰化鉀和硫脲為反應原料，水熱法制備得到所述催化劑。

較佳地，制備所述催化劑的具體步驟如下：