申请日2015.03.28
公开(公告)日2016.11.23
IPC分类号B01J27/236; C02F1/30; C02F1/72; C02F7/00; C02F103/30
摘要
本发明公开了一种高效降解纺织印染废水催化剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：(1)制镧钛混合液;(2)制改性硅复合液;(3)制碱式碳酸铜;(4)制改性催化剂;(5)磁性吸波处理。本发明采用水热法制备得到碱式碳酸铜催化剂，呈微米球状，催化剂中掺杂镧钛元素，能很好的跟改性硅复合液复合，使其具有较高的催化活性，具有多孔洞，大比表面积，可以促使催化反应的传质过程，加快降解反应速度，在改性催化剂的表面负载α-氧化铁，使该催化剂具有良好吸波性能，在用于处理有机废水时，在中性条件下就能达到很好的去除效果，处理效果明显、操作简单、费用低廉的优点，具有良好的产业化前景。
权利要求书
1.一种高效降解纺织印染废水催化剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)制镧钛混合液：按照物质的量比1:30取钛酸丁酯和无水乙醇混合得到含钛溶液，按照铜与含钛溶液中钛的原子数百分比为0.8-1.2% 的配比称取硝酸镧固体;
(2)制改性硅复合液：向步骤(1)得到的镧钛混合液中滴加质量百分比为6-8%的正硅酸乙酯，加速搅拌1h，然后陈化7-8h;
(3)制碱式碳酸铜：按照重量比3:4分别称取由去离子水配置成浓度为0.3mol/L的硝酸铜和浓度为2mol/L的尿素，混合并利用磁力搅拌器搅拌均匀，放置到设定温度为160-170 °C的烘箱中，保温40-50min;
(4)制改性催化剂：将步骤(3)得到碱式碳酸铜浸泡在步骤(2)中的改性硅复合液中，搅拌均匀，超声12-15h 后抽滤至中性，移至远红外干燥箱100℃烘干20-30min;
(5)磁性吸波处理：将上述改性催化剂在硝酸铁溶液中浸渍8-9h，在100℃下干燥1h，然后放入马弗炉中控制温度为400℃-500℃，焙烧4-5h。
2.根据权利要求1所述一种高效降解纺织印染废水催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中硝酸铁可以替换为硫酸铁。
3.根据权利要求1所述一种高效降解纺织印染废水催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中在浸渍的过程中通入H2O2气体。
4.根据权利要求1所述一种高效降解纺织印染废水催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中催化剂按照6℃ /min 升温到焙烧温度再进行焙烧。
说明书
一种高效降解纺织印染废水催化剂的制备方法
技术领域
本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种高效降解纺织印染废水催化剂的制备方法。
背景技术
纺织废水主要是原料蒸煮、漂洗、漂白、上浆等过程中产生的含天然杂质、脂肪以及淀粉等有机物的废水。印染废水是洗染、印花、上浆等多道工序中产生的，含有大量染料、淀粉、纤维素、木质素、洗涤剂等有机物，以及碱、硫化物、各类盐类等无机物，污染性很强。
纺织印染行业是工业污水排放大户，污水中主要含有纺织纤维上的污物、油脂、盐类以及加工过程中附加的各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸碱等。废水特点是有机物浓度高、成分复杂、色度深且多变，pH变化大，水量水质变化大，属难处理工业废水。随着化学纤织物的发展，仿真丝的兴起和印染后整理要求的提高，使PVA浆料、人造丝碱解物、新型染料、助剂等难降解有机物大量进入纺织印染废水，对传统的废水处理工艺构成严重挑战，COD浓度也从原来的数百毫克每升上升到3000～5000mg/l。该类废水水量大，浓度和色度均较低，如果单纯采用物化处理，则出水也在100～200mg/l之间，色度也能以满足排放要求，但污染量大大增加，污泥处理的费用较高，容易造成二次污染，在环保要求较严的情况下应充分考虑生化处理系统，常规的强化生物处理工艺可以满足处理要求。
微波诱导催化氧化是另一种新型的高级氧化技术，具有无滞后效应、无温度梯度、降解快和降解程度高等优点，利用该技术对有机废水的处理效果较为理想。但针对该过程的催化剂研究仍十分有限， 为数不多的微波催化剂一般都是以氧化铝、氧化钛以及活性炭作为载体。碱式碳酸铜是一种具有广泛用途的化工产品，可用于有机催化剂、烟火制造和颜料等方面;在农业上可以用作杀虫剂和磷毒的解毒剂，可作为铜的添加剂添加到饲料中;在原油储存时作脱碱剂及生产铜化合物的原料。迄今为止，国内外文献和专利尚无报道利用改性碱式碳酸铜为载体，负载氧化铁作为催化剂用于降解印染废水。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高效降解纺织印染废水催化剂的制备方法。
本发明采取的技术方案为：
一种高效降解纺织印染废水催化剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)制镧钛混合液：按照物质的量比1:30取钛酸丁酯和无水乙醇混合得到含钛溶液，按照铜与含钛溶液中钛的原子数百分比为0.8-1.2% 的配比称取硝酸镧固体;
(2)制改性硅复合液：向步骤(1)得到的镧钛混合液中滴加质量百分比为6-8%的正硅酸乙酯，加速搅拌1h，然后陈化7-8h;
(3)制碱式碳酸铜：按照重量比3:4分别称取由去离子水配置成浓度为0.3mol/L的硝酸铜和浓度为2mol/L的尿素，混合并利用磁力搅拌器搅拌均匀，放置到设定温度为160-170 °C的烘箱中，保温40-50min;
(4)制改性催化剂：将步骤(3)得到碱式碳酸铜浸泡在步骤(2)中的改性硅复合液中，搅拌均匀，超声12-15h 后抽滤至中性，移至远红外干燥箱100℃烘干20-30min;
(5)磁性吸波处理：将上述改性催化剂在硝酸铁溶液中浸渍8-9h，在100℃下干燥1h，然后放入马弗炉中控制温度为400℃-500℃，焙烧4-5h。
进一步的，所述步骤(5)中硝酸铁可以替换为硫酸铁。
进一步的，所述步骤(5)中在浸渍的过程中通入H2O2气体。
进一步的，所述步骤(5)中催化剂按照6℃ /min 升温到焙烧温度再进行焙烧。
本发明的有益效果为：
本发明采用水热法制备得到碱式碳酸铜催化剂，呈微米球状，其制备工艺简单，反应条件温和易控，降低了成本，催化剂中掺杂镧钛元素，能很好的跟改性硅复合液复合，从而影响碱式碳酸铜催化剂的结构，使其具有较高的催化活性，具有多孔洞，大比表面积，可以促使催化反应的传质过程，加快降解反应速度，在改性催化剂的表面负载α-氧化铁，使该催化剂具有良好吸波性能，在用于处理有机废水时，在中性条件下就能达到很好的去除效果，处理效果明显、操作简单、费用低廉的优点，具有良好的产业化前景。
