專利名稱：一種用于催化氧化處理印染廢水的催化劑及制備方法
技術領域：
本發明涉及一種用于催化氧化處理印染廢水的催化劑及制備方法。
背景技術：
印染廢水來源于印染工業中的各個生產環節，主要包括印染生產中漂染過程排出的煮練廢水、退漿廢水、絲光廢水和漂白廢水、染色印花過程排出的染色廢水和印花廢水、整理過程排出的堿減量廢水，整理廢水等。印染廢水水質較復雜，排放量大，COD值高，色度大，可生化較差，有毒有害物質多。隨著經濟的發展，人們對環境問題越來越關注，廢水的排放標準也越來越嚴格。在處理過程中如何有效脫色、降低COD值、提高可生化性和減少有害物質的殘留成為一項急需解決的問題。印染廢水處理對象主要為化學需氧量高，不易生物·降解或生物降解速度緩慢的物質。用常規的水處理方法難以達到理想的效果，廢水的水質和水量隨生產工藝的變化千差萬別，很難開發出一種具有普遍性的水處理工藝。為了解決印染廢水對環境的污染，人們采用了不同方法與技術進行了各種處理途徑的探索，并取得了一定的進展。其處理方法主要有混凝法、生化法、電解法、光催化法、催化氧化法等。混凝法運行費用較高，泥渣較多且脫水困難，適用的PH范圍較窄，對親水性染料處理效果較差。生化法占地面積大，處理條件要求苛刻，且效果不是很理想。電解法效果稍好，但是能耗較大，處理成本較高，不適合廣泛應用。各種處理方法有各自的優點，同時也存在一定的局限性。不少研究者對上述污水處理方法進行了研究，專利CN1830823A公布了一種由活性膨潤土、活性凹凸棒石粘土、聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺組成的印染廢水處理劑的制備方法；專利CN102167416A公布了一種污水處理光催化劑的制備方法；CN102383069A公布了一種用于印染廢水處理的鐵基非晶合金的制備方法。

發明內容
為了解決現有技術存在的具有二次污染，效果不好的問題，本發明提供了一種用于催化氧化處理印染廢水的催化劑及制備方法，具有沒有二次污染，降解完全等優點。本發明的技術方案為一種用于催化氧化處理印染廢水的催化劑，采用過量溶液浸潰法制備，以氧化鋁、硅膠、二氧化鈦中的一種作為催化劑載體；以Cu、Fe、Mn、Se、Ni、Co元素中的任意兩種元素為活性成分，且兩種元素的摩爾比為O. f 15:1，兩種活性成分的總負載量為2 20mmol/9 IOg載體。制備所述的用于催化氧化處理印染廢水的催化劑的方法，采用過量溶液浸潰法制備，將干燥的催化劑載體放入含有一種活性成分的浸潰液中浸潰2(T25h，抽濾后、干燥、焙燒后再放入另一種活性成分的浸潰液中浸潰2(T25h，抽濾后、干燥、焙燒后得到成品，兩種活性成分的總的負載量為2 20mmolAn0g載體。所述的催化劑載體先經過活化再使用，活化方法為分別在HNO3溶液、NaOH溶液、H2O中浸泡洗滌后干燥得到。所述的浸潰液為Cu、Fe、Mn、Se、Ni、Co的可溶性的硝酸鹽水溶液。
焙燒時溫度為30(T600°C，焙燒時間為2飛小時。所述的用于催化氧化處理印染廢水的催化劑在催化氧化處理印染廢水中的應用，所述的印染廢水中含有酸性橙II或堿性嫩黃O。有益效果催化氧化法具有無二次污染、降解完全、原材料和能耗消耗低等優點。催化氧化法是通過強化傳統化學氧化法，促進催化劑產生高活性的離子或基團發生鏈式反應，從而降解水中的有機物，使難降解的有機物徹底被氧化分解成小分子而不造成二次污染。與均相催化技術相比，非均相催化技術具有催化劑不易流失，工藝簡單，使用量少，催化劑回收和再利用簡單，對不同種類的廢水處理效率高、適應性強等顯著優點。
具體實施方式

以下通過實施例對本發明作進一步詳細描述本發明所提供的用于催化氧化處理印染廢水的催化劑是以氧化鋁、硅膠、二氧化鈦中的一種作為催化劑載體；以Cu、Fe、Mn、Se、Ni、Co元素中的任意兩種元素作為活性組分，兩種活性組分的摩爾比為O. I 15。本發明提供的用于催化氧化處理印染廢水的催化劑是以Cu、Fe、Mn、Se、Ni、Co元素中的兩種元素的可溶性的硝酸鹽水溶液作為浸潰液。本發明提供的用于催化氧化處理印染廢水的催化劑的制備方法，為常規的過量溶液浸潰法，具體步驟為I)用天平稱取9 10克催化劑載體并用蒸餾水將催化劑載體洗至中性，然后活化在30 60°C的一定濃度的HNO3溶液、NaOH溶液、H2O中進行酸洗、堿洗、水洗，浸泡洗滌2 5小時取出。2)浸泡后的載體在80 150°C的干燥箱中烘7 10小時，以備后用；3)天平分別稱取一定量的兩種硝酸鹽，兩種硝酸鹽的摩爾比為O. I 15，總摩爾量為2 20mmol，將其分別溶于蒸餾水中制取硝酸鹽浸潰液；4)然后將2)中處理好的9 10克載體浸潰在所制備的任意一種硝酸鹽浸潰液中浸潰20 25小時；5)將硝酸鹽浸潰液和載體的混合物抽濾，抽濾后在室溫下將其晾干，再放入干燥箱中，調節干燥箱溫度至80 150°C下烘7 10小時直至干燥；6)將干燥后的載體放在馬弗爐內，調節馬弗爐溫度300 600°C，將催化劑焙燒2 6小時，焙燒結束后再進行另一活性組分的浸潰，浸潰后干燥焙燒得到成品。本發明中對浸潰順序不同的雙組份催化劑用分步浸潰法，每浸一次，均需干燥，煅燒，再浸第二組分，以免組分間和組分與載體間的相互干擾。每一次的浸潰均是采用的過量溶液浸潰法。本發明提供的印染廢水的處理工藝將IOOmL廢水加熱到20 100°C，向其中加入一定濃度的硫酸或氫氧化鈉調節pH 4 13，然后向廢水中加入2 8克催化劑和5 20mL 30%H202溶液，再向廢水中通入O O. 8L/min O2作為反應氧化劑，反應O. 5 3小時。實施例I用于催化氧化處理印染廢水的催化劑制備I用于催化氧化處理含有酸性橙II的印染廢水的催化劑的制備方法，按下述步驟
用天平稱取10克氧化鋁載體，用蒸餾水將催化劑載體洗至中性，然后活化在50°C水中進行水洗，浸泡洗滌4小時取出；浸泡后的載體在100°C的干燥箱中烘8小時，以備后用；用天平分別稱取一定量的硝酸銅和硝酸鈷兩種硝酸鹽，兩種硝酸鹽的摩爾比為6 1，總摩爾量為15mmol，將其分別溶于蒸餾水中制取硝酸鹽浸潰液；然后將處理好的10克載體先放在硝酸鈷浸潰液中浸潰24小時；將硝酸鹽浸潰液和載體的混合物抽濾，抽濾后在室溫下將其晾干，再放入干燥箱中，調節干燥箱溫度至100°C下烘8小時直至干燥；將干燥后的活性炭放在馬弗爐內，調節馬弗爐溫度500°C，將催化劑焙燒260分鐘；然后再放入硝酸銅浸潰液中浸潰24小時，重復上述抽濾、干燥、煅燒步驟，得到催化劑成品。廢水處理工藝條件及結果見表I。表I不同廢水處理工藝條件下廢水的COD和色度的脫除率
權利要求
1.一種用于催化氧化處理印染廢水的催化劑，其特征在于，采用過量溶液浸潰法制備，以氧化鋁、硅膠、二氧化鈦中的一種作為催化劑載體；以Cu、Fe、Mn、Se、Ni、Co元素中的任意兩種元素為活性成分，且兩種元素的摩爾比為O. f 15:1，兩種活性成分的總負載量為2 20mmol/9 IOg 載體。
2.制備權利要求I所述的用于催化氧化處理印染廢水的催化劑的方法，采用過量溶液浸潰法制備，其特征在于，將干燥的催化劑載體放入含有一種活性成分的浸潰液中浸潰2(T25h，抽濾后、干燥、焙燒后再放入另一種活性成分的浸潰液中浸潰2(T25h，抽濾后、干燥、焙燒后得到成品，兩種活性成分的總的負載量為2 20mmOlATl0g載體。
3.如權利要求2所述的制備用于催化氧化處理印染廢水的催化劑的方法，其特征在于，所述的催化劑載體先經過活化再使用，活化方法為分別在HNO3溶液、NaOH溶液、H2O中浸泡洗滌后干燥得到。
4.如權利要求2或3所述的制備用于催化氧化處理印染廢水的催化劑的方法，其特征在于，所述的浸潰液為Cu、Fe、Mn、Se、Ni、Co的可溶性的硝酸鹽水溶液。
5.如權利要求4所述的制備用于催化氧化處理印染廢水的催化劑的方法，其特征在于，焙燒時溫度為30(T600°C，焙燒時間為2飛小時。
6.權利要求I所述的用于催化氧化處理印染廢水的催化劑在催化氧化處理印染廢水中的應用，其特征在于，所述的印染廢水中含有酸性橙II或堿性嫩黃O。
全文摘要
本發明涉及一種用于催化氧化處理印染廢水的催化劑，采用過量溶液浸漬法制備，以氧化鋁、硅膠、二氧化鈦中的一種作為催化劑載體；以Cu、Fe、Mn、Se、Ni、Co元素中的任意兩種元素為活性成分，且兩種元素的摩爾比為0.1~15:1，兩種活性成分的總負載量為2~20mmol/9~10g載體。本發明具有無二次污染、降解完全、原材料和能耗消耗低、催化劑不易流失，工藝簡單，使用量少，催化劑回收和再利用簡單，對不同種類的廢水處理效率高、適應性強等顯著優點。
文檔編號C02F1/72GK102872896SQ201210362280
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月25日 優先權日2012年9月25日
發明者黃凱, 張蕾, 傅淑霞 申請人:東南大學