申请日2012.10.07
公开(公告)日2014.04.09
IPC分类号C02F1/78; C02F101/30; B01J23/75
摘要
本发明提出一种以铜/钴纳米复合材料为催化剂的臭氧化水处理方法，将铜/钴纳米复合材料作为催化剂加入到含苯酚类废水的臭氧化水处理体系中，促进苯酚类有机污染物的降解，在此基础上提出了一种新型的臭氧化水处理方法。该方法属于水处理和环境催化技术领域。所得铜/钴纳米复合材料具有制备简单便捷、尺度小、在水溶液体系中分散性好等特点，在臭氧化水处理应用中具有广阔的前景。
权利要求书
1.一种以铜/钴纳米复合材料为催化剂的臭氧化水处理方法，其特征在于采用复合 纳米材料作为催化剂，具体步骤如下：
(1)铜/钴纳米复合材料的制备：将30ml乙二醇加入盛有一定比例的 Co(CH3COO)2和CuSO4的容器中，各自比例均小于1、大于0，搅拌溶解，然后向上 述溶液中加入20mL水，继续搅拌10 min后转入250mL烧瓶中、缓慢升温至80℃， 在该温度下以3.3mL/min的速度逐滴加入0.2mol/L NaCO3溶液100mL后回流反应1 h，老化1h，然后抽滤，水洗至中性，乙醇洗，100℃干燥过夜，400℃煅烧2h。
(2)臭氧化水处理：将合成的纳米复合材料加入到废水中，搅拌下通入臭氧，降 解有机污染物。
2.根据权利要求1所述的以铜/钴纳米复合材料为催化剂的臭氧化水处理方法，添 加催化剂的量与所处理废水的质量之比为0.001。
说明书
一种以铜/钴纳米复合材料为催化剂的臭氧化水处理方法
技术领域
本发明提出一种以铜/钴纳米复合材料为催化剂的臭氧化水处理方法来降低水污染，属于环境催化和水处理领域。
背景技术
目前，水污染严重，苯酚作为化工行业常用的原材料更是由于其毒性大、难降解等特点引起了人们的重视。臭氧由于其较强的氧化能力、对难降解物分解速度快且无二次污染的优势被用于水处理中。但单独臭氧化降解效率低，因此，在臭氧氧化过程中加入催化剂的催化臭氧化技术具有应用前景。
催化臭氧化技术是一种高级氧化技术，常温常压下进行，可大大提高有机物的矿化度。此技术一般分为两类：一是均相催化臭氧化技术，催化剂分散均匀，具有较好的催化效果，但同时带来后续金属离子的去除问题;另外就是利用固体催化剂的多相催化臭氧化技术，与前者相比，其优势是固体催化剂的使用避免了二次污染。近年来，虽有固体催化剂被报道用于催化臭氧化，但经济、实用、高效、无有害副产物生成的催化剂少之又少。因此开发高活性、高稳定性的催化剂来提高催化臭氧化的效率是很有意义的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效的纳米复合材料，并提供其在臭氧化水处理中的使用方法，进而提高催化臭氧化在水处理领域的实际应用价值。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
(1)铜/钴纳米复合材料的制备：将30ml乙二醇加入盛有一定比例的Co(CH3COO)2和CuSO4的容器中，各自比例均小于1、大于0，搅拌溶解，然后向上述溶液中加入20mL水，继续搅拌10min后转入250mL烧瓶中、缓慢升温至80℃，在该温度下以3.3mL/min的速度逐滴加入0.2mol/L NaCO3溶液100mL后回流反应1h，老化1h，然后抽滤，水洗至中性，乙醇洗，100℃干燥过夜，400℃煅烧2h。
(2)臭氧化水处理：将合成的纳米复合材料加入到废水中，搅拌下通入臭氧，降解有机污染物。
在实验过程中，我们发现添加催化剂的量与所处理废水的质量之比为0.001，反应温度在25℃时即可达到较好的催化效果。
本发明的显著特点：
(1)铜/钴纳米复合材料，尺度较小，在水中分散性好，这对提高催化剂的性能 是非常有利的，因此，投入较少的量即可显著提高臭氧化的降解效果。
(2)铜/钴纳米复合材料对水中苯酚的吸附性能非常微弱，其催化作用主要来自催化剂表面促进臭氧分子的分解，进而提高降解效率。
(3)铜/钴纳米复合材料合成过程简单清洁，能耗低，原料成本低廉，为其实际应用提供了重要保证。