申请日2017.04.20
公开(公告)日2017.08.08
IPC分类号B01J29/072; B01J35/10; C02F1/32; C02F1/72; C02F101/34
摘要
本发明公开了一种处理苯酚废水的复合催化剂及其制备方法。该复合催化剂主要由前驱体Cu(NO3)2·3H2O通过浸渍法负载在改性的粉煤灰沸石制备而成;所述改性的粉煤灰沸石由粉煤灰、氢氧化钠或氢氧化钾、氯化镁在10‑15MPa的真空高压条件下，600‑800℃焙烧而成。本发明的复合型催化剂具有活性高，易分离，稳定性高及不易造成二次污染;与过硫酸盐结合可以有效地氧化降解苯酚，具有pH适应范围广，成本低等优点;同时该复合催化剂制备方法简单，可以大规模生产应用。
权利要求书
1.一种处理苯酚废水的复合型催化剂，其特征在于，主要由前驱体Cu(NO3)2·3H2O通过浸渍法负载在改性的粉煤灰沸石制备而成;所述改性的粉煤灰沸石由粉煤灰、氢氧化钠或氢氧化钾、氯化镁在10-15MPa的真空高压条件下，600-800℃焙烧而成。
2.根据权利要求1所述的复合型催化剂，所述前驱体Cu(NO3)2·3H2O与改性的粉煤灰沸石的质量比为(1.1-4.5)∶5。
3.一种如权利要求1所述的处理苯酚废水的复合型催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将活化剂NaOH或KOH加入到粉煤灰中使两者混合均匀，加入氯化镁在10-15MPa的真空高压条件下，600-800℃焙烧，将焙烧产物研磨均匀后加入蒸馏水，搅拌，老化，然后进行晶化，反应停止后将产物过滤、洗涤、烘干，即为改性的粉煤灰沸石;
(2)称取前驱体Cu(NO3)2·3H2O和改性的粉煤灰沸石加入烧杯中，加水搅拌;
(3)搅拌结束后，将烧杯中物质进行真空干燥;干燥结束后，将烧杯中的固体物质磨碎后焙烧，自然冷却，即可制得复合型催化剂。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述NaOH或KOH与粉煤灰、氯化镁的质量比为(1-4)∶25∶5。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述加水的量为淹没前驱体Cu(NO3)2·3H2O和改性的粉煤灰沸石。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述搅拌条件为25-27℃，搅拌1.5-2h。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述真空干燥130-150℃，干燥3-4h。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述焙烧条件为400-500℃，焙烧6-8h。
说明书
一种处理苯酚废水的复合催化剂及其制备方法
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种处理苯酚废水的复合型催化剂及其制备方法。
背景技术
苯酚是造纸、炼焦、炼油、塑料、农药、医药合成等行业生产的原料和中间体。含酚废水对人类的危害非常严重，因此，研究水中苯酚的去除方法非常必要。光催化氧化技术应用于水处理治理已成为研究热点，Fenton、UV/Fenton等高级氧化法反应迅速、条件温和，通过产生强氧化性的·OH可有效降解工业有机废水。但均相UV/Fenton对pH值适应范围较窄，不利回收与应用，同时对双氧水消耗量较大，且反应所需铁离子会造成二次污染及严重的催化剂流失问题。
基于硫酸根自由基(SO4-·)的过硫酸盐(PDS)活化技术可氧化去除难降解有机污染物，是一类新型的高级氧化技术。过硫酸盐易保存，且价格便宜，将其应用于环境污染治理，则是国外最近发展起来的新领域。
与贵金属系列催化剂相比，铜系催化剂是较经济的催化剂。均相Cu系催化剂表现出了高活性、反应速度快等优点，但需进行后续处理，流程较复杂，易引起二次污染。非均相催化剂是以固态形式存在，催化剂具有活性高、易分离、稳定性好等优点，因此Cu系非均相催化剂的研究受到了普遍关注。
发明内容
发明目的：针对现有技术存在的问题，如本发明所述的一种处理苯酚废水的复合催化剂。该催化剂在紫外光(UV)条件下，通过与活化过硫酸盐(PDS)结合可以有效地降解苯酚，不会对反应体系产生二次污染，且可重复利用率较高。
本发明还提供一种处理苯酚废水的复合型催化剂的制备方法。
技术方案：为了实现上述目的，如本发明所述一种处理苯酚废水的复合型催化剂，主要由前驱体Cu(NO3)2·3H2O通过浸渍法负载在改性的粉煤灰沸石制备而成;所述改性的粉煤灰沸石由粉煤灰、氢氧化钠或氢氧化钾、氯化镁在10-15MPa的真空高压条件下，600-800℃焙烧而成。
其中，所述前驱体Cu(NO3)2·3H2O与改性的粉煤灰沸石的质量比为(1.1-4.5)：5。
本发明所述的处理苯酚废水的复合型催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将活化剂NaOH或KOH加入到粉煤灰中使两者混合均匀，加入氯化镁在10-15MPa的真空高压条件下，600-800℃焙烧，将焙烧产物研磨均匀后加入蒸馏水，搅拌，老化，然后进行晶化，反应停止后将产物过滤、洗涤、烘干，即为改性的粉煤灰沸石;
(2)称取前驱体Cu(NO3)2·3H2O和改性的粉煤灰沸石加入烧杯中，加水搅拌;
(3)搅拌结束后，将烧杯中物质进行真空干燥;干燥结束后，将烧杯中的固体物质磨碎后焙烧，自然冷却，即可制得复合型催化剂。
其中，步骤(1)所述NaOH或KOH与粉煤灰、氯化镁的质量比为(1-4)∶25∶5。
其中，步骤(2)所述加水的量为淹没前驱体Cu(NO3)2·3H2O和改性的粉煤灰沸石;所述搅拌条件为25-27℃，搅拌1.5-2h。
其中，步骤(3)所述真空干燥130-150℃，干燥3-4h;所述焙烧条件为400-500℃，焙烧6-8h。
本发明的处理苯酚废水的复合型催化剂，由前驱体Cu(NO3)2·3H2O通过浸渍法负载在改性的粉煤灰沸石上制备出性能良好的复合催化剂，同时加入过硫酸盐，使其在紫外光(UV)的激发下产生具有强氧化能力的硫酸根自由基(SO4-·)，减少了处理成本，具有可重复使用和绿色高效的特点。
本发明的改性的粉煤灰沸石由粉煤灰、氢氧化钠或氢氧化钾、氯化镁在10-15MPa的真空高压条件下，600-800℃焙烧而成。在较高的温度下焙烧，使粉煤灰中的所有硅铝组分，得到活化;其中，加入氯化镁在在高压真空条件下焙烧，可以使得改性的粉煤灰沸石的比表面积极大地增加，可以提高前驱体Cu(NO3)2·3H2O负载在改性的粉煤灰沸石几率，增加单位质量得改性的粉煤灰沸负载的前驱体Cu(NO3)2·3H2O，使得复合催化剂的活性大大提高。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：1、本发明的复合型催化剂具有活性高，易分离，稳定性高及不易造成二次污染;2、本发明的复合型催化剂与过硫酸盐结合可以有效地氧化降解苯酚，具有pH适应范围广，成本低等优点;3、本发明的复合催化剂制备方法简单，可以大规模生产应用。