申请日2018.10.24
公开(公告)日2018.12.18
IPC分类号B01J27/232; C02F1/72; C02F101/34
摘要
本发明公开了一种降解含酚废水的催化剂的制备方法和应用，属于环境功能材料和催化领域。该催化剂的制备步骤如下：将硝酸镍、硝酸钙和柠檬酸溶于去离子水中，得到溶液A，将氨水和EDTA溶于去离子水中，得到溶液B，在磁力搅拌下将溶液B缓慢加入溶液A中，得到溶液C，将制得的溶液C在磁力搅拌下加热制得一种粘状凝胶，将制得的凝胶干燥后置入马弗炉中煅烧，冷却后将制得的固体放入研钵中研碎即得到灰色粉末状催化剂。所述催化剂去除苯酚的步骤为：(a)分别将催化剂和过硫酸钠用去离子水配成溶液;(b)将催化剂溶液、过硫酸钠溶液和苯酚溶液加入锥形瓶进行反应。本发明制备方法简单，实现了催化剂在不同条件下活化过硫酸钠。
权利要求书
1.一种降解含酚废水的催化剂，其特征在于所述催化剂按照以下步骤制备：将硝酸镍、硝酸钙和柠檬酸溶于去离子水中，得到溶液A，将氨水和EDTA溶于去离子水中，得到溶液B，在磁力搅拌下将溶液B缓慢加入溶液A中，得到溶液C，将制得的溶液C在磁力搅拌下加热蒸发掉大部分水分，得到一种粘状凝胶，将制得的凝胶在烘箱中干燥后置入马弗炉中煅烧，冷却后将制得的固体放入研钵中研碎即得到灰色粉末状CaCO3-NiO催化剂。
2.根据权利要求1所述的降解含酚废水的催化剂，其特征在于：硝酸镍、硝酸钙和柠檬酸的物质的量分别为0.02mol、0.02mol和0.08mol，氨水的浓度为30%，EDTA的质量为1.610g。
3.根据权利要求1所述的降解含酚废水的催化剂，其特征在于：马弗炉的升温速率为5℃/min，煅烧温度为450℃，时间为8h。
4.权利要求1所述的降解含酚废水的催化剂的应用，其特征在于：所述催化剂应用于活化过硫酸钠降解水溶液中的苯酚。
5.根据权利要求4所述的降解含酚废水的催化剂的应用，其特征在于：所述降解苯酚的步骤为：
(a)将催化剂置于盛有一定量去离子水的100ml锥形瓶中，用NaOH或HCl调节pH至定值，
(b)将具有相同pH的过硫酸钠和苯酚溶液先后加入到锥形瓶中，混合均匀，在避光条件下放入摇床。
6.根据权利要求5所述的降解含酚废水的催化剂的应用，其特征在于：所述(a)中催化剂的量为0-0.2g，NaOH或HCl的浓度为1M。
7.根据权利要求5所述的降解含酚废水的催化剂的应用，其特征在于：所述(b)中摇床在25℃、150rpm下震荡。
说明书
一种降解含酚废水的催化剂的制备方法和应用
技术领域
本发明属于环境保护领域，涉及一种降解含酚废水的催化剂的制备方法和应用。
发明背景
含酚废水中主要含有酚基化合物，如苯酚、甲酚、二甲酚和硝基甲酚等，其中以苯酚污染最为突出。苯酚(Phenol，C6H5OH)是一种有特殊气味的无色针状晶体，有毒，用于重要的化工原料。世界苯酚年产量超过300万吨，用于合成树脂、染料、药品、香水、农药、溶剂或润滑油。长期接触苯酚会使人体中枢神经系统瘫痪并损害肾脏和肺部，在一些国家甚至被认为与癌症和畸形有着直接关联。
高级氧化技术是处理含酚废水的一种重要方法，主要包括Fenton及类Fenton氧化法、催化湿式氧化法、、光化学氧化、声化学氧化、臭氧氧化、电化学氧化、过硫酸盐氧化法等。目前，过硫酸氧化法以高效降解有机物得到广泛关注。研究表明，过硫酸盐氧化法相对于Fenton氧化法有更好的矿化率和更高的选择性。非均相催化剂能够有效的催化过硫酸盐降解含酚废水，同时易于回收再利用，因此广泛应用于高级氧化法中。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种用于活化过硫酸盐的催化剂的制备方法和应用。本方法制备的催化剂结构稳定性高，重复性效果好，催化效果显著。
本发明的技术方案如下：
一种降解含酚废水的催化剂的制备方法：
将硝酸镍、硝酸钙和柠檬酸溶于去离子水中，得到溶液A，将氨水和EDTA溶于去离子水中，得到溶液B;
在磁力搅拌下将溶液B缓慢加入溶液A中，得到溶液C;
将上述制得的溶液C在磁力搅拌下加热到90℃蒸发掉大部分水分，制得一种粘状凝胶;
将(3)制得的凝胶在烘箱中干燥后置入马弗炉中煅烧，将冷却后制得的固体放入研钵中研碎即得到灰色粉末状CaCO3-NiO催化剂。
进一步的，步骤(1)中硝酸镍、硝酸钙和柠檬酸的物质的量分别为0.02mol、0.02mol和0.08mol，氨水浓度为30%;
进一步的，步骤(4)中马弗炉的升温速率为5℃/min，煅烧温度为450℃，时间为8h;
进一步的，称取EDTA的质量为1.610g，
进一步的，所述催化剂应用于活化过硫酸钠降解水溶液中的苯酚，
进一步的，所述降解苯酚的步骤为：
将催化剂置于盛有一定量去离子水的100ml锥形瓶中，用NaOH或HCl调节pH至定值，
将具有相同pH的过硫酸钠和苯酚溶液先后加入到锥形瓶中，混合均匀，在避光条件下放入摇床。
进一步的，(a)中催化剂的量为0-0.2g，NaOH或HCl的浓度为1M，
进一步的，(b)中摇床在25℃、150rpm下震荡。
本发明具有以下优越性：
合成的催化剂具有较高比表面积，能够高效的活化过硫酸钠降解苯酚;
能够在一个比较宽的pH范围内降解苯酚;
催化剂的离子浸出率几乎为零，因此该催化剂在使用过程中不会产生金属离子带来的水体污染。