[發明專利]一種室溫催化劑在染料廢水降解中的應用

在審

• 申請號: 202110496134.7
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113145109A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 滕飛;阮萬生;劉喆;袁晨;梁淑予;王丹
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;C02F1/72;C02F101/30;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 蔣廈

本發明公開了一種室溫催化劑在染料廢水降解中的應用，該室溫催化劑化學式為Mn_0.6Ce_0.4O₂，其制備特點是，以水為溶劑，在攪拌條件下加入六水合硝酸鈰、高錳酸鉀和鹽酸，經過水熱反應后離心洗滌干燥，通過低溫煅燒即可制備出Mn_0.6Ce_0.4O₂催化劑。該室溫催化劑的制備方法環保，簡單，成本低廉，產品純凈，在室溫條件下能夠很好去除染料廢水中的殘渣污染物，該催化劑具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及工業廢水處理領域，具體涉及一種室溫催化劑在染料廢水降解中的應用。

背景技術

染料廢水是主要的有害工業廢水之一，嚴重影響了人類的生存與健康。通常，有機染料污染物含有穩定的多環芳烴。因此，傳統的物理方法不能有效地降解這些染料污染物。染料污染物雖然可以通過光催化氧化技術、濕式空氣氧化技術等化學方法完全分解，但是傳統的光催化技術，需要利用人工光源設備來達到很強的光強度，這不可避免地增加了成本。傳統的濕式空氣氧化技術往往需要在高溫、高壓下進行，則消耗大量能源，設備成本增加。故急需一種在室溫條件下可以高效降解染料廢水的催化劑，既不需要消耗的化石能源，也不需要額外的光源設備。鈰錳氧化物材料具有豐富的表面氧空位，被廣泛應用于氧化揮發性有機物和CO等有毒氣體的降解凈化。但是在染料廢水領域中應用較少。在已有的報道中，徐潔等人報道了離子液體二乙胺甲酸鹽在亞甲藍染料光降解方面的應用(申請公布號：CN108686703B)，該文采用了典型的光催化技術，用離子液體二乙胺甲酸鹽降解了亞甲基藍，需要的額外的光源設備，成本較高。調研表明，目前尚未有鈰錳氧化物在室溫條件下催化降解染料廢水的報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種室溫催化劑在染料廢水降解中的應用，本發明通過一種簡單的水熱反應制備了Mn_0.6Ce_0.4O₂催化劑，該催化劑在室溫下，可以高效降解染料廢水。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案是：

一種室溫催化劑在染料廢水降解中的應用，通過氧化還原沉淀法和水熱法相結合制備Mn_0.6Ce_0.4O₂催化劑，所制備的Mn_0.6Ce_0.4O₂催化劑用于降解染料廢水中的殘渣污染物。

其中Mn_0.6Ce_0.4O₂催化劑的制備步驟為：

a)在攪拌條件下，向水中加入六水合硝酸鈰；

b)向步驟a)的反應物溶液中加入高錳酸鉀和鹽酸，攪拌一段時間；

c)將步驟b)的混合溶液加入到聚四氟乙烯內襯中，在恒溫水熱條件下反應10-14小時；

d)將水熱反應物經過離心、洗滌、干燥，并在330-370℃的溫度下煅燒3-5小時，產物即為Mn_0.6Ce_0.4O₂。

作為優選的方案，向步驟a)的反應物溶液中加入高錳酸鉀和鹽酸后，攪拌15-25min。

作為優選的方案，步驟c)中，恒溫水熱反應溫度為100℃，在100℃恒溫水熱條件下反應12小時。

作為優選的方案，步驟d)中，經過離心、洗滌、干燥的水熱反應物在350℃的溫度下煅燒4小時，

作為優選的方案，六水合硝酸鈰與高錳酸鉀的加入質量比為(1.6-2.2):1。

作為優選的方案，步驟b)中，加入的高錳酸鉀和濃鹽酸的加入質量/體積比為(8-10):(15-25)g/ml。