申请日2014.06.04
公开(公告)日2014.08.27
IPC分类号B01J27/24; C02F101/10; C01B17/027; C02F1/30
摘要
本发明涉及一种用于污水硫磺回收的光催化剂的制备方法。配置二茂铁的二甲苯溶液，备用;将Al2O3铺于瓷舟底部，并放置在反应管中;向反应管中通入氩气，将反应管升温至800℃;用毛细管将二茂铁的二甲苯溶液注入到反应管中，将反应管自然降温至室温，停止通入氩气，得到黑色固体;将黑色固体物浸渍于正钛酸和尿素的双氧水溶液中，浸渍20h;在400～600℃煅烧2～4h，即得。本发明反应条件温和，利用可见光即可发生，大大降低了反应成本，对设备无严格要求，且效率较高;催化剂可多次的循环利用，降低了工业上含硫污水处理的成本，并且能够回收硫磺，重复利用资源，具有很好的经济效益和环保效益。
权利要求书
1.一种用于污水硫磺回收的光催化剂的制备方法，步骤如下：
(1)将二茂铁溶于二甲苯中配制成浓度为0.02～0.06g/ml的二茂铁的二甲苯溶液，备用;
(2)将0.5～2g Al2O3均匀铺于瓷舟底部，并将瓷舟水平放置在石英反应管的恒温区; 按流速为1000ml/min向石英反应管中通入氩气，将石英反应管升温至800℃;
(3)用毛细管将步骤(1)得到的二茂铁的二甲苯溶液以0.10ml/min的速率注入到石英 反应管中，注入完成后，将石英反应管自然降温至室温，停止通入氩气，得到黑色固体;
(4)用5～10ml浓度为25～35wt%的双氧水溶解0.5～2g正钛酸和0.3～0.8g尿素;
(5)将步骤(3)得到的黑色固体物浸渍于步骤(4)所得到的溶液中，浸渍20h;在 400～600℃煅烧2～4h，即得。
2.根据权利要求1所述的用于污水硫磺回收的光催化剂的制备方法，其特征在于，步 骤(1)中所述的二茂铁的二甲苯溶液的浓度为0.03～0.04g/ml。
3.根据权利要求1所述的用于污水硫磺回收的光催化剂的制备方法，其特征在于，步 骤(2)中所述的Al2O3的加入量为0.8～1.2g。
4.根据权利要求1所述的用于污水硫磺回收的光催化剂的制备方法，其特征在于，步 骤(4)中所述的正钛酸的加入量为1.0～1.2g，所述的尿素的加入量为0.5～0.6g。
5.根据权利要求1所述的用于污水硫磺回收的光催化剂的制备方法，其特征在于，步 骤(5)中煅烧温度为450～550℃。
说明书
一种用于污水硫磺回收的光催化剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于污水硫磺回收的光催化剂的制备方法，属于光催化剂制备的技术领 域。
背景技术
在染料、医药、农药以及石油化工等行业中常有浓度较高的含硫废水排出，对环境造成 了严重污染。通常根据含硫废水的来源及浓度的不同采用不同的处理方法。目前,处理含硫 废水的方法有中和法、沉淀法、氧化法等,中和法对设备要求较高，需耐腐蚀、密封性好等， 而且还会产生H2S，造成二次污染;沉淀法多以可溶性金属盐为主，直接生成硫化物沉淀， 此方法仍然不能从根本上脱除硫;氧化法要应用双氧水或含氯化合物为氧化剂，使H2S氧化 为高价态硫，再配以相应金属离子，使其沉淀于污泥中，此过程工艺较复杂，沉淀硫酸盐不 易与活性污泥分离，仍然存在二次厌氧过程生成H2S的可能，不能从根本上脱除硫，而且成 本高;这些方法都有其局限性，而且成本高，不能形成循环利用。光催化氧化法是近20年来 才出现的水处理新技术,在一定的时间里可以将几乎所有的还原性物质氧化,避免了二次污染, 是一种简单高效很有前途的技术。
TiO2是目前应用最广的光催化剂之一，其具有廉价、无毒、稳定性好及可重复利用等特 点。但由于其颗粒细微，不易沉淀，催化剂难以回收，活性组分损失大，不利于再生和再利 用。为了克服这些不足同时保证光催化剂回收硫的较高效率，必须解决光催化剂的负载问题 及提高光催化剂的活性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种用于污水硫磺回收的光催化剂的制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种用于污水硫磺回收的光催化剂的制备方法，步骤如下：
(1)将二茂铁溶于二甲苯中配制成浓度为0.02～0.06g/ml的二茂铁的二甲苯溶液，备用;
(2)将0.5～2g Al2O3均匀铺于瓷舟底部，并将瓷舟水平放置在石英反应管的恒温区; 按流速为1000ml/min向石英反应管中通入氩气，将石英反应管升温至800℃;
(3)用毛细管将步骤(1)得到的二茂铁的二甲苯溶液以0.10ml/min的速率注入到石英 反应管中，注入完成后，将石英反应管自然降温至室温，停止通入氩气，得到黑色固体;
(4)用5～10ml浓度为25～35wt%的双氧水溶解0.5～2g正钛酸和0.3～0.8g尿素;
(5)将步骤(3)得到的黑色固体物浸渍于步骤(4)所得到的溶液中，浸渍20h;在 400～600℃煅烧2～4h，即得。
根据本发明，优选的，步骤(1)中所述的二茂铁的二甲苯溶液的浓度为0.03～0.04g/ml。
根据本发明，优选的，步骤(2)中所述的Al2O3的加入量为0.8～1.2g。
根据本发明，优选的，步骤(4)中所述的正钛酸的加入量为1.0～1.2g，所述的尿素的 加入量为0.5～0.6g。
根据本发明，优选的，步骤(5)中煅烧温度为450～550℃。
本发明制得的催化剂为固体粉末，可在含硫废水或其他污水中使用。催化反应完成后， 催化剂将污水中的硫元素转变成硫单质附着在催化剂表面，将硫单质回收后，催化剂可重复 使用。
本发明在催化剂制备过程中加入了氮、三氧化二铝和碳纳米管，非金属元素氮的掺杂可 以缩小TiO2的禁带宽度，使吸收光谱向可见光扩展;三氧化二铝具有大的比表面积，可使 碳纳米管在其表面有序的原位生长，且可与TiO2连接紧密;除此之外，三氧化二铝还有较 强的机械强度，利于催化剂的回收利用。碳纳米管是电的良导体，可以将TiO2光激发产生 的电子转移，大大减少了光生电子与空穴的复合，使得光催化氧化硫的反应在可见光下更容 易发生。
本发明的有益效果：
1、本发明反应条件温和，利用可见光即可发生，大大降低了反应成本，对设备无严格 要求，且效率较高。
2、本发明制备的催化剂可多次的循环利用，降低了工业上含硫污水处理的成本，并且 能够回收硫磺，重复利用资源，具有很好的经济效益和环保效益。
3、本发明制备的催化剂性质稳定，无二次污染。