申请日2012.12.17
公开(公告)日2013.04.10
IPC分类号C02F9/08; C02F101/34; B01J21/06
摘要
本发明公开一种铁炭微电解+TiO2/γ-Al2O3催化剂处理甲萘酚废水的方法。该方法是将甲萘酚废水加入到铁炭微电解的装置中，反应100min后，再进入光催化剂反应体系中，反应60min，催化剂是TiO2/γ-Al2O3。铁炭质量比为1：4～1：1，铁屑投加量为20～45g，溶液pH为1～11，曝气量为10～50L/min，室温条件下反应100min。经过处理后，废水的CODCr由8000～5800mg/L降低到4588～2000mg/L。在10W的紫外灯照射下，室温连续催化反应60min，最终CODCr的去除率达到了85.5%～90.3%。
权利要求书
1.一种铁炭微电解和TiO2/γ-Al2O3催化剂联合处理甲萘酚废水的方法，是将甲萘酚废水加入到铁炭微电解的装置中，反应100min后，再进入光催化剂反应体系中，反应60min，催化剂是TiO2/γ-Al2O3。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述铁炭微电解是采用机械加工厂废弃的铁屑和吸附饱和的活性炭，铁屑和活性炭的质量比为1：4～1：1，铁屑投加量为20～45g。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述铁屑和活性炭经过下述预处理：铁屑在5%的NaOH溶液中浸泡40min去除表面的油污，用清水冲洗干净后，再将铁屑用3%的稀盐酸浸泡30min以去除表面氧化物，再用清水冲洗至中性待用;活性炭炭粒在使用前用原水浸泡72h，使其吸附达到饱和，然后烘干待用。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述TiO2/γ-Al2O3催化剂是通过下述制得：TiO2淡黄色溶胶中，加入γ-Al2O3浸渍30min后烘干，然后在马弗炉中于400℃～600℃煅烧2h，从而得到催化剂。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述TiO2/γ-Al2O3催化剂的具体制备步骤如下：
(1)钛酸乙酯或钛酸正丁酯、无水乙醇、蒸馏水按照体积比6:24:1反应，在搅拌下向钛酸乙酯或钛酸丁酯滴入无水乙醇，然后加入0.5mL～1mL的浓盐酸作为抑制剂，随后逐滴加水并保持不断搅拌状态，最终形成均匀透明的淡黄色溶胶;
(2)负载前用蒸馏水多次清洗均匀且平均粒径约为4mm的γ-Al2O3多孔小球，然后进行烘干处理，取2g～6g经过处理后的载体浸渍在所制备的淡黄色溶胶中，浸渍30min后烘干，然后在马弗炉中于400℃～600℃煅烧2h， 从而得到所制备的催化剂。
说明书
一种铁炭微电解和TiO2/γ-Al2O3催化剂处理甲萘酚废水 的方法
技术领域
本发明属于环境保护领域，是涉及一种铁炭微电解和TiO2/γ-Al2O3催化剂的制备方法， 以及处理甲萘酚废水的应用。
背景技术
化工行业在国民经济中占有重要的地位，给人们带来了经济效益，同时改善了人们的生 活，但是化工行业所排放的废水量大、有机污染物含量较高、色度较深、可生化性较差，属 于难处理的工业废水之一，造成了严重的环境污染。目前，化工废水常用的处理方法主要有： 物化法、高级氧化法、生化法和组合工艺处理技术等。铁炭微电解技术是利用Fe/C原电池反 应原理处理废水的一种工艺，又称为铁还原，是被广泛研究与应用的一项废水处理技术。在 处理废水的过程，铁炭微电解的主要特点有：可以发生原电池反应、氧化还原反应、电化学 附集、物理吸附、铁离子的沉淀作用和铁离子的絮凝吸附，从而可以有效的去除污染物。半 导体TiO2因其光稳定性好，化学性质稳定，无毒，成本低，而且具有高效性和无二次污染性 的优点而被广泛用于光催化法处理化工废水。在处理高浓度化工废水实践中，单个处理工艺 很难达到处理的效果，而且还会造成资源的浪费，有时还会带来二次污染。
公开号为CN 101791578A、名称为“有序双孔Al2O3-TiO2及其制备方法和应用”的专利 文献公开了一种有序双孔Al2O3-TiO2的制备方法及其应用，其缺陷是：只对有序双孔 Al2O3-TiO2的制备方法和表面结构进行了分析，本制备方法较繁琐，且未给出在废水处理中 的应用。公开号为CN1884123、名称为“一种治理甲萘酚生产废水并回收甲萘酚和甲萘胺的 方法”的专利文献公开了一种利用装有大孔树脂的吸附塔处理甲萘酚废水并回收甲萘酚和甲 萘胺的方法，其缺陷是：吸附树脂再生后，处理甲萘酚废水的效果变差，重复使用的次数较 少，且费用较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提出一种更有效的处理甲萘酚 废水的方法。
本发明一种铁炭微电解和TiO2/γ-Al2O3催化剂联合处理甲萘酚废水的方法，是将甲萘酚 废水加入到铁炭微电解的装置中，反应100min后，再进入光催化剂反应体系中，反应60min， 催化剂是TiO2/γ-Al2O3。
本发明的铁炭微电解的组成是：机械加工厂的铁屑和活性炭。在构成原电池之前要将这 两个成分进行预处理。
本发明中所述铁炭微电解是采用机械加工厂废弃的铁屑和吸附饱和的活性炭，铁屑和活 性炭的质量比为1：4～1：1，铁屑投加量为20～45g。铁炭微电解中，溶液pH为1～11，曝气量 为10～50L/min，室温条件下反应100min。
所述铁屑和活性炭最好经过下述预处理：铁屑在5%的NaOH溶液中浸泡40min去除表 面的油污，用清水冲洗干净后，再将铁屑用3%的稀盐酸浸泡30min以去除表面氧化物，再用 清水冲洗至中性待用;活性炭炭粒在使用前用原水浸泡72h，使其吸附达到饱和，然后烘干 待用。
本发明的另一目的是提出上述用于处理甲萘酚废水的TiO2/γ-Al2O3催化剂的制备方法。
本发明的TiO2/γ-Al2O3催化剂是以γ-Al2O3作为载体，TiO2负载在载体上获得光催化剂。 具体是在TiO2淡黄色溶胶中，加入γ-Al2O3浸渍30min后烘干，然后在马弗炉中于400℃～ 600℃煅烧2h，从而得到催化剂。
更详细的操作是：(1)钛酸乙酯或钛酸正丁酯、无水乙醇、蒸馏水按照体积比6:24:1反应，在搅拌下 向钛酸乙酯或钛酸丁酯滴入无水乙醇，然后加入0.5mL～1mL的浓盐酸作为抑制剂，随后逐滴加水并保持 不断搅拌状态，最终形成均匀透明的淡黄色溶胶;
(2)负载前用蒸馏水多次清洗均匀且平均粒径约为4mm的γ-Al2O3多孔小球，然后进行 烘干处理，取2g～6g经过处理后的载体浸渍在所制备的淡黄色溶胶中，浸渍30min后烘干， 然后在马弗炉中于400℃～600℃煅烧2h，从而得到所制备的催化剂。
本发明一个具体的用于处理甲萘酚废水的步骤如下：
(1)铁炭微电解组分的制备：将取自机械加工厂的铁屑在5%的NaOH溶液中浸泡40min 去除表面的油污，用清水冲洗干净后，再将铁屑用3%的稀盐酸浸泡30min以去除表面氧化物， 再用清水冲洗至中性待用。炭粒在实验前用原水浸泡72h，使其吸附达到饱和，然后烘干待 用。
(2)TiO2/γ-Al2O3催化剂的制备：钛酸乙酯或钛酸正丁酯、无水乙醇、蒸馏水按一定的 体积比反应，在搅拌下向钛酸乙酯或钛酸丁酯滴入无水乙醇，然后加入一定体积的盐酸作为 抑制剂，随后逐滴加水并保持不断搅拌状态，最终形成均匀透明的淡黄色溶胶。负载前用蒸 馏水多次清洗均匀且平均粒径约为4mm的γ-Al2O3多孔小球，然后进行烘干处理，取一定量 经过处理后的载体浸渍在所制备的淡黄色溶胶中，浸渍30min后烘干，然后在马弗炉中于 400℃～600℃煅烧2h，从而得到所制备的催化剂。
(3)将一定量的甲萘酚废水加入到铁炭微电解的装置中，反应100min后，再进入光催 化剂反应体系中，反应60min。
本发明所采用的铁屑是机械加工厂所产生的废铁屑，达到了“以废治废”的目的。
本发明所采用的惰性电极-吸附达到饱和的活性炭，价格低廉，预处理工艺简单。
本发明所采用的γ-Al2O3载体具有独特的骨架结构，可以与活性组分有很强的亲和力，该 载体微孔分布均匀，堆积密度小，机械性能好，具有良好的稳定性。