一种处理废水的催化剂及其制备方法技术

一种处理废水的催化剂及其制备方法，所述催化剂包括三组金属的氧化物或其碳酸盐复合物；所述三组金属分别用A、B、C表示，其中，A包括钒、钛、锆中的至少一种，B包括铁、铬、锰中的至少一种，C包括镧、铈、镨、钕、铕中的至少一种。制备方法：1)称取A组金属中的至少一种金属氧化物或可溶性盐、B组金属中的至少一种金属氧化物或可溶性盐、C组金属中的至少一种金属氧化物或可溶性盐，将称取的三组物质加水分散得混合溶液或悬浊液；2)向步骤1)的混合溶液或悬浊液中加入pH调节剂，使其pH稳定在8～14，搅拌，静置，过滤，焙烧，即得所述催化剂。通过各组分间的协同作用，能有效处理废水中的有机物，活性高，处理效率高。处理效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种处理废水的催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及废水处理领域，尤其涉及一种处理废水的催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]2018年，我国废水排放总量达795亿吨，尽管近两年废水排放量有所减少，但基数仍然十分的庞大，另一方面，我国对废水的排放标准越来越严格，各行各业废水排放一级标准化学需氧量(COD)值基本控制在50～100mg/L之内，明显严于国外。废水主要分为生活污水和工业污水。
[0003]目前处理工业污水主要有生物处理法，膜分离法以及化学法。生物处理法虽然经济环保，但是缺难以去除一些较高浓度的工业污水；膜分离法无法对有机物的结构进行破坏，仅是一种物理过程；化学法包括燃烧法，超临界水氧化法以及催化湿式氧化法。
[0004]燃烧法无法彻底对有机物的结构进行破坏，并且温度太高，导致能耗太高。超临界水氧化法需要水的超临界点以上的温度和压力(373.1℃，22.5MPa)，对设备的材质要求高，能耗高，无成本优势，并且安全性不够；催化湿式氧化体系主要包括均相过渡金属催化，贵金属催化以及非贵金属氧化物催化，在均相过渡金属催化体系中，金属离子不容易分离，容易造成二次污染，这个缺点大大降低了均相过渡金属催化剂的实用性，贵金属催化剂无成本优势，非贵金属氧化物催化剂反应时间较长，不利于连续化作业。综上，对于工业污水的降解处理还存在催化性能不够理想、能耗高、成本贵、生产效率低等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种处理废水的催化剂及其制备方法，采用非贵金属催化剂，通过各组分间的协同作用，能有效处理废水中的有机物，活性高，处理效率高。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种处理废水的催化剂，包括三组金属的氧化物或其碳酸盐复合物；所述三组金属分别用A、B、C表示，其中，A包括钒、钛、锆中的至少一种，B包括铁、铬、锰中的至少一种，C包括镧、铈、镨、钕、铕中的至少一种。
[0008]本专利技术中，A组金属总的质量:B组金属总的质量:C组金属总的质量＝(0.01～1):(0.01～1):(0.01～1)。
[0009]上述处理废水的催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0010]1)称取A组金属中的至少一种金属氧化物或可溶性盐、B组金属中的至少一种金属氧化物或可溶性盐、C组金属中的至少一种金属氧化物或可溶性盐，将称取的三组物质加水分散得混合溶液或悬浊液；
[0011]2)向步骤1)的混合溶液或悬浊液中加入pH调节剂，使其pH稳定在8～14，搅拌，静置，过滤，焙烧，即得所述催化剂。
[0012]本专利技术中，A、B、C总金属的摩尔浓度为0.05～20mol/L。
[0013]所述pH调节剂选自NaHCO3、Na2CO3、NaOH、氨水、有机胺溶液中的至少一种。
[0014]所述pH调节剂的浓度为0.01～10mol/L。
[0015]在步骤2)中，搅拌时间为1～10h。
[0016]在步骤2)中，焙烧温度为200～700℃，焙烧时间为0.5～10h。
[0017]相对于现有技术，本专利技术技术方案取得的有益效果是：
[0018]1、本专利技术设有A、B、C三种金属，通过各组分间的协同作用，可有效处理废水中的有机物，催化剂活性高。
[0019]2、本专利技术中处理废水的降解时间短、效率高，可降解高浓度有机废水，催化剂不易中毒，使用寿命长。
[0020]3、本专利技术中所述催化剂采用非贵金属，大大提高成本优势。
具体实施方式
[0021]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合实施例，对本专利技术做进一步详细说明。
[0022]实施例1
[0023]在烧杯中分别加入0.82gTiO2、9.9gMnCl2·
4H2O和3.26gLa2O3，再在烧杯中加入200mlH2O，在搅拌的过程中不断加入0.1mol/L的Na2CO3溶液，使其pH稳定在9.5，搅拌8h，停止搅拌，静置，过滤，用去离子水不断洗涤，真空干燥，400℃焙烧3h即可得到催化剂TiMnLaO
x
。
[0024]将催化剂用于湿式氧化降解废水中苯酚的应用中，在高压反应釜中加入50ml工厂苯酚废水，COD浓度为2369mg/L，再充入2MPa氧气或空气，加入催化剂0.28g，在160℃下反应5min。反应后测得污水中苯酚转化率为98.4％，COD降解率为97.7％，催化剂经重复使用五次后，COD降解率保持在95％以上。
[0025]对比实施例1
[0026]在烧杯中分别加入0.82gTiO2和9.9gMnCl2·
4H2O，再在烧杯中加入200mlH2O，在搅拌的过程中不断加入0.1mol/L的Na2CO3溶液，使其pH稳定在9.5，搅拌8h，停止搅拌，静置，过滤，用去离子水不断洗涤，真空干燥，400℃焙烧3h即可得到催化剂TiMnO
x
。
[0027]将催化剂用于湿式氧化降解废水中苯酚的应用中，在高压反应釜中加入50ml工厂苯酚废水，COD浓度为2369mg/L，再充入2MPa氧气或空气，加入催化剂0.28g，在160℃下反应5min。反应后测得污水中苯酚转化率为58.4％，COD降解率为41.7％，催化剂经重复使用五次后，COD降解率保持在38％以上。
[0028]对比实施例2
[0029]在烧杯中分别加入0.82gTiO2和3.26gLa2O3，再在烧杯中加入200mlH2O，在搅拌的过程中不断加入0.1mol/L的Na2CO3溶液，使其pH稳定在9.5，搅拌8h，停止搅拌，静置，过滤，用去离子水不断洗涤，真空干燥，400℃焙烧3h即可得到催化剂TiLaO
x
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[0030]将催化剂用于湿式氧化降解废水中苯酚的应用中，在高压反应釜中加入50ml工厂苯酚废水，COD浓度为2369mg/L，再充入2MPa氧气或空气，加入催化剂0.28g，在160℃下反应5min。反应后测得污水中苯酚转化率为46.4％，COD降解率为35.8％，催化剂经重复使用五次后，COD降解率保持在23％以上。
[0031]对比实施例3
[0032]在烧杯中分别加入9.9gMnCl2·
4H2O和3.26gLa2O3，再在烧杯中加入200mlH2O，在搅拌的过程中不断加入0.1mol/L的Na2CO3溶液，使其pH稳定在9.5，搅拌8h，停止搅拌，静置，过滤，用去离子水不断洗涤，真空干燥，400℃焙烧3h即可得到催化剂MnLaO
x
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[0033]将催化剂用于湿式氧化降解废水中苯酚的应用中，在高压反应釜中加入50ml工厂苯酚废水，COD浓度为2369mg/L，再充入2MPa氧气或空气，加入催化剂0.28g，在160℃下反应5min。反应后测得污水中苯酚转化率为40.9％，COD降解率为35.9％，催化剂经本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理废水的催化剂，其特征在于：包括三组金属的氧化物或其碳酸盐复合物；所述三组金属分别用A、B、C表示，其中，A包括钒、钛、锆中的至少一种，B包括铁、铬、锰中的至少一种，C包括镧、铈、镨、钕、铕中的至少一种。2.如权利要求1所述的一种处理废水的催化剂，其特征在于：A组金属总的质量:B组金属总的质量:C组金属总的质量＝(0.01～1):(0.01～1):(0.01～1)。3.权利要求1或2所述的一种处理废水的催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)称取A组金属中的至少一种金属氧化物或可溶性盐、B组金属中的至少一种金属氧化物或可溶性盐、C组金属中的至少一种金属氧化物或可溶性盐，将称取的三组物质加水分散得混合溶液或悬浊液；2)向步骤1)的混合溶液或悬浊液中加入pH调节剂，使其p...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏涛，王杨志，苏玉忠，李卓昱，李军，王焱良，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：