[發明專利]微波活化過硫酸鹽氧化降解含氟廢水催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 202110047922.8
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112871178B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 李碩;鄭禾山;吳亞楠;鄭永杰;田景芝;荊濤
• 申請（專利權）人: 齊齊哈爾大學
• 主分類號: B01J23/843
• 分類號: B01J23/843;B01J35/00;B01J37/03;B01J37/10;B01J37/34;C02F1/30;C02F1/72;C02F101/36
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 劉林峰

本發明公開了微波活化過硫酸鹽氧化降解含氟廢水催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟一：將硝酸鐵、硝酸鈷、硝酸鉍及分散劑加入去離子水或超純水混合攪拌，加入泡沫鎳后逐滴滴加氫氧化鈉繼續攪拌，隨后在反應釜中進行合成，待反應結束后對合成物質進行洗滌，最后轉至烘箱干燥，即得到鈷改性鐵酸鉍負載泡沫鎳復合催化劑；步驟二：將步驟一中復合催化劑、過硫酸鹽加入裝有含氟廢水反應瓶中，攪拌達吸附平衡后轉移至微波反應器，即可得到微波合成鈷改性鐵酸鉍負載泡沫鎳復合催化劑。本發明的優點在于鈷改性鐵酸鉍負載泡沫鎳復合催化劑在微波活化過硫酸鹽體系氧化降解高濃度含氟廢水，降解效率高，利于回收重復利用。

技術領域

本發明涉及廢水處理技術領域，特別涉及一種微波活化過硫酸鹽氧化降解含氟廢水催化劑的制備方法。

背景技術

含氟廢水主要通過農藥、醫藥、橡膠及塑料制品等行業產生，廢水中主要包括全氟羧酸、全氟磺酸、調聚醇等多種高毒性全氟類化合物，此類污染物可以通過皮膚接觸和攝食飲水等多種方式進入生物體，對肝臟、神經系統有較強致毒作用，嚴重者可導致癌癥的發生，是一類對人體健康和環境安全均存在較大危害的污染物。對含氟廢水的高效和深度處理，具有重要的生態安全意義。

微波活化過硫酸鹽高級氧化水處理技術具有反應時間短、氧化能力強、pH適用范圍大等諸多優點，還未見應用于含氟廢水的處理中，僅有申請號CN101525177A公開了一種微波活化過硫酸鹽處理染料等較易被氧化降解污染物的方法，申請號CN105565465A公開了一種微波誘導負載型活性炭催化過硫酸鹽處理鄰苯二甲酸酯廢水的方法。全氟化合物屬于一種環境持久性有機污染物，其結構穩定，尤其是其碳氟鍵，較難被氧化斷裂降解。目前報道的微波活化過硫酸鹽高級氧化技術降解染料等較易降解污染物時效果尚可，但對全氟污染物這類結構復雜且穩定的污染物降解時還存在降解能力有限、礦化度低等問題，主要問題時報道的這些催化劑如活性炭等對微波響應度不高、對過硫酸鹽催化能力差。此外，這類催化劑還存在回收困難，成本高等問題。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種吸波性能佳、催化性能高、礦化率高且易回收的，應用于微波活化過硫酸鹽氧化降解含氟廢水催化劑的制備方法。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

微波活化過硫酸鹽氧化降解含氟廢水催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，鈷改性鐵酸鉍負載泡沫鎳復合催化劑的合成：將硝酸鐵、硝酸鈷、硝酸鉍及分散劑加入去離子水或超純水混合攪拌，加入泡沫鎳后逐滴滴加氫氧化鈉繼續攪拌10~15min，隨后在反應釜中進行合成，合成反應時間為20~300min，反應溫度為150~200℃，待反應結束后對合成物質進行洗滌，無水乙醇和去離子水交替洗滌2~4次，最后轉至烘箱70~80℃干燥2~4 h，即得到鈷改性鐵酸鉍負載泡沫鎳復合催化劑；

步驟二，微波活化：將步驟一中干燥后的鈷改性鐵酸鉍負載泡沫鎳復合催化劑、過硫酸鹽加入裝有含氟廢水反應瓶中，攪拌10~15 min達吸附平衡后轉移至微波反應器，反應溫度為30~50℃，反應時間為4~15 min，即可得到微波合成鈷改性鐵酸鉍負載泡沫鎳復合催化劑。

優選的，所述步驟一中硝酸鐵、硝酸鉍與硝酸鈷的質量比為1：（0.125~8）：（0.0125~1）。

優選的，所述步驟一中硝酸鈷、分散劑和泡沫鎳的的質量比為1：（0.1~50）:（1~20）。

優選的，所述步驟一中氫氧化鈉濃度為0.1~1 mol/L。

優選的，所述步驟二中含氟廢水的濃度為1~50mg/L，所述含氟廢水為全氟羧酸、全氟磺酸，氟調聚醇、調聚醇三類中的一種或幾種混合物。

優選的，所述步驟二中過二硫酸鹽為過二硫酸鉀、過二硫酸銨、過二硫酸鈉、過二硫酸鈣中的一種或幾種混合物。