申请日2009.07.10
公开(公告)日2009.11.25
IPC分类号C02F1/78; B01J29/08
摘要
本发明将Y型沸石用作催化剂，提供了一种新型的臭氧化水处理方法。通过Y型沸石的添加，对含苯酚类废水中苯酚的降解具有显著的加快作用。Y沸石材料具有表面大、分散好、稳定性好的特点，在臭氧化水处理中具有广阔的应用前景。
权利要求书
1、一种Y型沸石作为催化剂的臭氧化水处理方法，其特征在于：在臭氧化水处理的 体系中，加入Y型沸石作为催化剂，加快有机污染物的氧化降解。
2、根据权利要求1所述的Y型沸石作为催化剂的臭氧化水处理方法，其特征在于： 臭氧化水处理过程在0-40℃室温条件下进行。
3、根据权利要求1所述的Y型沸石作为催化剂的臭氧化水处理方法，其特征在于： 所添加的Y沸石催化剂与所处理水的质量相对比例在0.001-0.05。
说明书
一种Y型沸石作为催化剂的臭氧化水处理方法
技术领域
本发明提出一种利用Y型沸石作为催化剂、催化臭氧化降解水中有机污染物、从 而消除污染的水处理方法，属于环境催化和水处理领域。
背景技术
芳香类污染物是工业废水中常见的污染物，是石油化工、化学、制药等行业中常 见的原材料，具有毒性大、难降解等特点。近来，关于水中芳香类有机污染物的化学 降解方法的研究引起了广泛关注。
催化臭氧化作为方便实用的高级氧化技术，在水处理中具有重要的应用前景。催 化臭氧化可以分为均相催化和多相催化，前者是溶液体系中的离子发挥催化作用，而 后者是依靠固体催化剂表面发挥催化作用。同均相催化相比较，多相催化的一个优势 是避免了溶解的离子带来的二次污染，因为许多金属离子也是环境有害的。为了提高 臭氧化效率，人们开发了多种固体催化剂。然而从实际应用的角度来看，高效稳定的 多相催化材料依然是比较少见的，开发活性高、性能稳定的臭氧化催化剂，对于提高 催化臭氧化的实际应用价值是非常重要的。
发明内容
本发明的目的，是提供一种新型、稳定的催化臭氧化材料及其使用方法，以提高 催化臭氧化的效率和实用价值。
Y型沸石材料是一类众所周知的多孔材料，被广泛应用为吸附材料或者催化剂载 体，然而并未在臭氧化水处理中得到应用。本发明中，将Y沸石作为臭氧化催化材料， 研究了其使用方法，取得了良好的效果。
本发明的具体内容包括：
(1)提出了一种利用Y型沸石作为催化剂的臭氧化水处理方法，其特征在于将人工 合成的Y型沸石(又称分子筛)添加到臭氧化水处理体系中，搅拌条件下通入臭氧， 进行臭氧化处理;
(2)臭氧化处理完毕，通过静置、离心、过滤等方法，将Y型沸石分离出来，用于 下一次的催化臭氧化水处理过程;
上述臭氧化处理过程通常在0-40℃室温条件下进行，添加沸石与所处理水的质量 相对比例通常在0.001-0.05之间。所用的Y型沸石可以是钠型的，也可以是经过离子 交换后变为氢型的;所用的Y型沸石结构中硅铝的相对含量可以不同，在本发明的方 法中都可以用作催化材料。
采用Y型沸石作为催化剂后，在相同的臭氧投入量情况下，对有机污染物的降解 速率有所加快，矿化程度(以COD表示)显著提高。具体提高程度与加入的催化剂 相对比例以及反应条件(包括温度、搅拌速率、污染物浓度、臭氧投入量、水体pH 等)有关。比较而言，在其它因素相同的情况下，当臭氧化处理温度低于298K并且 沸石添加量大于0.005时，提高的效果比较显著。
与现有处理方法相比较，本发明提出的水处理方法具有显著的特点：
(1)Y型沸石是一类多孔材料，具有较大的比表面积，通常BET比表面积可达500m2 g-1以上，颗粒尺度较小(微米级别)，在水中具有较好的分散性，这对于提高与水中 污染物、臭氧的接触机会是非常关键的。正是因为如此优势，在使用中较小的投入量 即可取得较好的催化效果;
(2)Y型沸石具有较好的机械强度，在催化臭氧化条件下显示了较好的稳定性，重复 使用多次，催化效果能够得到较好的保持，这对于其实际应用是另一个关键因素。
(3)Y型沸石对水中苯酚的吸附性能非常微弱，其催化作用主要来自沸石表面促进臭 氧分子的分解，因此污染物分子对其影响非常小，这也是其稳定性好的原因之一。
(4)该类沸石材料自20世纪60年代以来研究非常多，早已实现商品化，价格相对便 宜，为其实用提供了重要的保障。