申请日2016.12.06
公开(公告)日2017.05.17
IPC分类号B01J23/28; C02F1/72; C02F1/78; C02F103/36
摘要
本发明公开了一种处理低浓度乙二胺废水的方法，属于无机功能材料制备技术领域。该方法使用催化剂组合物，所述的催化剂组合物包括复合氧化物和双氧水，该复合氧化物为钒钼复合氧化物，以五氧化二钒、钼酸铵和双氧水为原料，在低温下搅拌溶解，然后蒸发干燥、煅烧后获得钒钼复合氧化物。该催化剂组合物可高效催化双氧水氧化分解废水中的乙二胺，具有制备简单，在常温常压且无需光照下能快速有效降解乙二胺，具有处理废水成本低，不产生二次污染等优点。
权利要求书
1.一种处理低浓度乙二胺废水的方法，该方法使用催化剂组合物，所述的催化剂组合物包括复合氧化物和双氧水，其特征在于：所述复合氧化物为钒钼复合氧化物，所述钒钼复合氧化物作为催化剂能催化双氧水氧化降解废水中的乙二胺。
2.如权利要求1所述的一种处理低浓度乙二胺废水的方法，所述钒钼复合氧化物悬浊于乙二胺废水中，然后加入氧化剂双氧水进行处理，其特征在于：乙二胺浓度小于1%时，按0.5～4.0g/L废水的比例加入所述钒钼复合氧化物，双氧水的加入量为2.0～23.0 g/L，废水体系处于常温常压，在搅拌条件下处理20-50分钟。
3.如权利要求1所述的一种处理低浓度乙二胺废水的方法，其特征在于：所述钒钼复合氧化物的制备方法为：以五氧化二钒、钼酸铵和双氧水为原料，在冰水浴中搅拌溶解，然后沸水浴蒸发干燥，将所得沉淀经煅烧后获得钒钼复合氧化物粉体;
所述的五氧化二钒与钼酸铵的摩尔比为4.1:1.0 ，所述的双氧水的质量分数为10%;
所述煅烧是将干燥的沉淀放入马弗炉中在400℃~900℃温度下煅烧6-8小时。
说明书
一种处理低浓度乙二胺废水的方法
技术领域
本发明属于无机功能材料制备技术领域，涉及废水中乙二胺降解的催化剂组合物，具体涉及废水中乙二胺降解的钒钼复合氧化物催化剂及制备方法和应用。
背景技术
随着工业生产的广泛发展，各种难以处理的含有机胺废水逐年增加，有机胺废水进入环境水体对环境造成污染，对生态环境和人类健康产生极大危害。常见的处理含胺废水的方法有：物理法、化学法和生物法，物理法是利用物质的物理性质进行分离、去除污染物，包括吸附法、离子交换法和空气吹脱法;化学法是利用化学反应进行分离、去除污染物或将污染物转化为无害的方法，包括fenton氧化法、臭氧氧化法、电化学降解和光催化法等;生物法是利用微生物的代谢作用使胺转化为无机氨氮。
中国专利CN105363432A 公开了一种催化臭氧氧化苯乙胺的活性炭负载WO3催化剂制备方法;中国专利CN104496075A 公开了一种光催化-双氧水协同氧化苯胺的方法;中国专利CN104289224A公开了一种甲胺废水的磁铁矿改性二氧化钛的催化剂制备方;中国专利CN103602619A公开了一种可降解三乙胺的索氏菌选育及应用方法;中国专利CN103304430A和CN102060398A公开了离子交换树脂处理二甲胺废水的方法;中国专利CN103224305A公开了一种采用三级反渗透膜处理二甲胺的方法。以上的处理方法均存在一定的局限性。例如，臭氧对人体危害极大，光催化法需要特殊光源，生物法处理成本低，但处理时间长，离子交换树脂再生繁琐，渗透膜运行成本高等。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种简单有效的处理废水中乙二胺的催化剂组合物及其制备方法和应用。
为了实现上述目的，本发明人通过大量试验研究后获得了如下技术方案：
一种处理低浓度乙二胺废水的方法，该方法使用催化剂组合物，所述的催化剂组合物包括复合氧化物和双氧水，其特征在于：所述复合氧化物为钒钼复合氧化物，该复合氧化物作为催化剂能催化双氧水氧化降解废水中的乙二胺。
一种处理乙二胺废水的复合氧化物的制备方法，该方法包括如下步骤：以五氧化二钒和钼酸铵及双氧水为原料，在小于5℃的低温下混合并搅拌至溶解，然后蒸发干燥，将所得沉淀经煅烧后获得钒钼复合氧化物粉体。
优选地，如上所述一种处理乙二胺废水的复合氧化物的制备方法，其中所述的五氧化二钒与钼酸铵的摩尔比为4.1:1.0 ，所述的双氧水的质量分数为10%。
优选地，如上所述处理乙二胺废水的复合氧化物的制备方法，其中所述的原料在冰水浴中搅拌溶解。
优选地，如上所述处理乙二胺废水的复合氧化物的制备方法，其中所述的干燥步骤是在沸水浴蒸发干燥。
优选地，如上所述处理乙二胺废水的复合氧化物的制备方法，其中所述的煅烧步骤是将干燥的沉淀放入马弗炉中在400℃～900℃温度下煅烧6-8小时。
上述催化剂组合物用于处理乙二胺废水的方法，包括将所述钒钼复合氧化物悬浊于乙二胺废水中，然后加入氧化剂双氧水进行降解处理。
进一步地，上述技术方案中所述催化剂组合物用于处理乙二胺废水的方法，乙二胺浓度小于1%时，优选按0.5～4.0g/L废水的比例加入所述钒钼复合氧化物，双氧水的加入量为2.0～23.0 g/L，废水体系处于常温常压，在搅拌条件下处理20-50分钟。
与现有技术相比，本发明涉及处理乙二胺废水的方法具有如下显著的优点和显著的进步：
(1)本发明在常温常压而且无需光照下能有效处理乙二胺废水，具有催化降解速度快而且效率高，工艺流程简单，无二次污染产生，并且运行费用低等特点，有很高的实际应用价值。
(2)本发明的催化剂活性高，能在较短的时间内快速而且高效降解污染物，且本发明的催化剂可重复使用多次、制备方法简单。
具体实施方式
以下通过实施例形式对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
称取1.06g(5.82×10-3mol)五氧化二钒于烧杯中，将它在冰水浴条件下加入40ml的10%的双氧水、1.77g(1.43×10-3mol)四水合钼酸铵，搅拌至完全溶解，然后沸水浴蒸发干燥，将沉淀转移至马弗炉中煅烧，煅烧温度为400℃，煅烧时间为7h，取出、冷却后取出备用。
取0.1克按上述方法制备得到的钒钼复合氧化物催化剂及0.3g双氧水加入体积为40mL，浓度为0.1%的乙二胺废水中，于常温常压在搅拌作用下催化降解乙二胺，分别在降解10分钟、20分钟、30分钟、40分钟时取样检测乙二胺的降解率。
检测方法为：取样在离心机上离心10分钟，取上清液测量乙二胺残余浓度。结果如表1所示，当降解时间为30分钟时，乙二胺降解率为81.7%。
表1降解时间与废水中乙二胺的降解率
催化剂降解时间/min10203040乙二胺降解率/%71.375.781.782.2
实施例2
称取1.06g(5.82×10-3mol)五氧化二钒于烧杯中，将它在冰水浴条件下加入40ml的10%的双氧水、1.77g(1.43×10-3mol)四水合钼酸铵，搅拌至完全溶解，然后沸水浴蒸发干燥，将沉淀转移至马弗炉中煅烧，煅烧温度为700℃，煅烧时间为7h，取出、冷却后取出备用。
取0.1克按上述方法制备得到的钒钼复合氧化物催化剂及0.3g双氧水加入体积为40mL，浓度为0.1%的乙二胺废水中，，于常温常压在搅拌作用下催化降解乙二胺30分钟，然后在离心机上离心10分钟，取上清液测量乙二胺残余浓度。当降解时间为30分钟时，乙二胺降解率为82.0%。
实施例3
称取1.06g(5.82×10-3mol)五氧化二钒于烧杯中，将它在冰水浴条件下加入40ml的10%的双氧水、1.77g(1.43×10-3mol)四水合钼酸铵，搅拌至完全溶解，然后沸水浴蒸发干燥，将沉淀转移至马弗炉中煅烧，煅烧温度为900℃，煅烧时间为7h，取出、冷却后取出备用。
取0.1克按上述方法制备得到的钒钼复合氧化物催化剂及0.3g双氧水加入体积为40mL，浓度为0.1%的乙二胺废水中，于常温常压在搅拌作用下催化降解乙二胺30分钟，然后在离心机上离心10分钟，取上清液测量乙二胺残余浓度。当降解时间为30分钟时，乙二胺降解率为81.5%。
实施例4
为了考察催化剂的循环使用情况，取实施例2所述催化剂的制备方法得到
的钒钼复合氧化物催化剂进行连续三次催化氧化降解乙二胺试验，每次降解时间为30分钟。
在盛有40mL的浓度为0.1%的乙二胺溶液的烧杯中加入按实施例2所述制备的0.10g钒钼复合氧化物催化剂及0.3g双氧水，在磁力搅拌作用下，于常温常压在搅拌作用下催化降解乙二胺30分钟。然后在离心机上离心10分钟，取上清液测量乙二胺残余浓度。将离心后的上清液用滴管吸出，只留下催化剂固体部分，加入40mL新的0.1%乙二胺溶液，补充双氧水，重复上述降解乙二胺过程，如此循环使用钒钼复合氧化物催化剂进行第二次循环、第三次循环使用降解乙二胺试验，结果如表2所示。
表2 催化剂循环降解乙二胺
催化剂使用次数123乙二胺降解率/%82.481.380.7
由表2可以看出，钒钼复合氧化物催化剂在三次循环中降解乙二胺的降解率都在80.0%以上，这表明钒钼复合氧化物催化剂能够循环重复使用。
