【技术实现步骤摘要】
一种处理苯酚废水的TiO2-La-ZSM5协同光催化剂及其制备方法
本专利技术属于废水处理领域，具体涉及一种处理苯酚废水的TiO2-La-ZSM5协同光催化剂及其制备方法和废水处理方法。
技术介绍
废水中的苯酚较难处理，纳米TiO2作为光催化剂用于废水中苯酚的处理取得了一定的成果，但也有不足。为了提高纳米TiO2的光催化性能，掺杂适量镧盐能够显著提高纳米TiO2整体光催化性能。ZSM-5沸石因其规整的微孔结构，较大孔容积和空隙率，成为纳米TiO2优选的载体，为了提高ZSM-5的性能要对其改性。经过改性其性能有大幅提升，但其结构易坍塌，孔径一致性减少，结构变的脆弱，影响催化降解效率。目前国内外相关文献主要对TiO2光催化剂进行两个方面的改性研究：一是通过掺杂改性；二是开发研究负载型光催化剂，使其在实际应用中得到更好地利用。然而，将掺杂改性和负载型相结合的复合光催化剂尚未见到。专利技术人在研究将纳米TiO2掺杂镧盐并负载到ZSM-5沸石过程中遇到较多问题和难题。对TiO2的掺杂容易产生TiO2晶格缺陷，导致晶胞常...
【技术保护点】
1.一种处理苯酚废水的TiO
【技术特征摘要】
1.一种处理苯酚废水的TiO2-La-ZSM5协同光催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤a、制备改性ZSM-5沸石；
1)、将ZSM-5沸石按50～170mL/g的液固比置于KOH溶液中，KOH浓度为1～5mol/L，室温条件下搅拌30-90min，加入稳定剂，在反应釜中50-100℃加热2-10h，过滤、洗涤；
2)、将步骤1)所得到的碱处理后的ZSM-5沸石与硫酸溶液混合，硫酸溶液的浓度为0.5～3mol/L；酸溶液和ZSM-5沸石的液固比为30～140mL/g，然后在60～190℃下搅拌处理0.5～8h，过滤、洗涤后，在400-550℃烘箱中干燥3-6h，然后骤冷至室温，所得固体即是改性后的沸石ZSM-5；
步骤1)中所述加入稳定剂和ZSM-5沸石的液固比为2～10mL/g；
步骤b、制备纳米TiO2-La-ZSM5协同光催化剂；
步骤如下：按重量份选取如下原料：4-羟基-2-丁酮3-7、硝酸镧5-15、水150-300,将4-羟基-2-丁酮溶解到水中，再加入硝酸镧，溶解待用，为组分A；在搅拌条件下，将钛酸四丁酯逐滴滴加到无水乙醇中，搅拌混匀，为组分B；将无水乙醇、蒸馏水和浓硝酸搅拌混匀，为组分C；在搅拌条件下将组分C逐滴滴入到组分B中，得到浅黄色的透明溶胶，逐滴滴入组分A；加入步骤a制备的ZSM-5，搅拌均匀,40-85℃恒温水浴锅中形成凝胶，90℃的恒温水浴锅中加热干燥，所得粉末用去离子水洗涤，加入已经预热至400-600℃的马弗炉中焙烧2-4h，碾成粉末，得纳米TiO2-La-ZSM5协同光催化剂；
步骤b组分B中钛酸四丁酯与无水乙醇的体积比为1:2-4，组分C中无水乙醇、蒸馏水和浓硝酸体积比20:5:2，浓硝酸质量浓度是65％，组分A、B、C的体积比1:3：2，改性ZSM-5沸石按50mL/g的液固比加入。
2.根据权利要求1所述的一种处理苯酚废水的TiO2-La-ZSM5协同光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述的稳定剂按重量份由以下组分组成：二丁基萘磺酸钠5-10、甲基三乙酰氧基硅烷2-7、水80-120。
3.一种苯酚废水的处理方法，其特征在于包括以下步骤：
将TiO2-La-ZSM5协同光催化剂放入苯酚废水中，加入过氧化氢，搅拌混合,然后以太阳光、紫外高压汞灯为光源，进行光催化降解；
按照质量比，TiO2-La-ZSM5协同光催化剂6.5、过氧化氢5；
废水中苯酚浓度260mg/L,每升废水中加入TiO2-La-ZSM5协同光催化剂0.5g；
光催化降解条件为太阳光、200W紫外高压汞灯照射90min；测量苯酚吸光度的变化，得到苯酚的降解率；TiO2-La-ZSM5协同光催化剂过滤回收后重复用于废水处理。
4.根据权利要求1、2任一项所述的一种处理苯酚废水的TiO2-La-ZSM5协同光催化剂的制备方法，其特征在于：
步骤a、制备改性ZSM-5沸石；
1)、将ZSM-5沸石按70mL/g的液固比置于KOH溶液中，KOH浓度为4.5mol/L，室温条件下搅拌35min，加入稳定剂，在反应釜中55℃加热4h，过滤、洗涤；
2)、将步骤1)所得到的碱处理后的ZSM-5沸石与硫酸溶液混合，硫酸溶液的浓度为2.5mol/L；酸溶液和ZSM-5沸石的液固比为40mL/g，然后在85℃下搅拌处理6h，过滤、洗涤后，在500℃烘箱中干燥3.5h，然后骤冷至室温，所得固体即是改性后的沸石ZSM-5；
步骤1)中所述加入稳定剂和ZSM-5沸石的液固比为8mL/g；稳定剂按重量份由以下组分组成：二丁基萘磺酸钠6、甲基三乙酰氧基硅烷3、水120；
步骤b、制备纳米TiO2-La-ZSM5协同光催化剂；
步骤如下：按重量份选取如下原料：4-羟基-2-丁酮3、硝酸镧6、水166,将4-羟基-2-丁酮溶解到水中，再加入硝酸镧，溶解待用，为组分A；在搅拌条件下，将钛酸四丁酯逐滴滴加到无水乙醇中，搅拌混匀，为组分B；将无水乙醇、蒸馏水和浓硝酸搅拌混匀，为组分C；在搅拌条件下将组分C逐滴滴入到组分B中，得到浅黄色的透明溶胶，逐滴滴入组分A；加入步骤a制备的ZSM-5，搅拌均匀,45℃恒温水浴锅中形成凝胶，90...
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