一种用于污水深度处理的催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于废水净化领域，具体涉及一种用于污水深度处理的催化剂及其制备方法。本发明专利技术的制备方法是采用溶胶凝胶法制备LaNi

【技术实现步骤摘要】
一种用于污水深度处理的催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于废水净化
更具体地，涉及一种用于污水深度处理的催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]重金属已经被人类使用了数千年，过去几年里，工业和人口的快速发展同时也导致了越来越多的人接触到重金属，这会导致了一系列的健康影响。在所有毒重金属离子中，六价铬Cr(VI)是一种常见的地表水和地下水污染物。被大量应用于皮革制造、电镀、印染、抛光等化工行业。由于其对大部分生物体具有急性毒性、强致癌性，且在水中溶解度高，因此水体和饮用水源中存在的Cr(VI)可导致癌症、致畸变和机体器官损伤等一系列健康问题，因而有效去除水体中的Cr(VI)是目前亟待解决的技术问题。
[0003]在去除Cr(VI)方面，主要有阳离子和阴离子交换树脂、化学沉淀、膜过滤、吸附、生物法、和光催化还原等方法。然而，目前在众多的方法中，没有一种完善的方法能够完全克服污染治理成本、过程复杂性、对环境的破坏和去除效率等方面的问题。其中，光催化还原法是一种绿色、低成本的方法，但其效率有待提高。
[0004]朱超胜等采用二甲基甲酰胺和乙二醇混合溶剂诱导水热结晶法制备了聚酰亚胺超分子，并首次将其应用于废水中Cr(VI)的还原，分析了不同操作参数对Cr(VI)光还原效率的影响。结果表明：低pH值、共存小分子有机酸、高照射强度以及催化剂用量可以促进反应进行，尤其柠檬酸和扁桃酸的加入，可以将反应速率提高数倍。
[0005]曾鹂等采用溶胶
‑
凝胶法制备LaNi1‑r/>x Mn
x
O3(x＝0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0)钙钛矿型氧化物光催化材料。结果表明，Mn掺杂使衍射峰向低角度偏移，引起晶格扩张，导致LaNi1‑
x
Mn
x
O3晶体粒径增大；掺杂后Mn
4+
/Mn
3+
与Oads/Olatt的峰面积比例增加，提高了催化剂的氧化能力、界面电子转移率和表面吸附氧的数量，进而使其光催化活性提高；当Mn掺杂量为40％时，获得的LaNi
0.6
Mn
0.4
O3具有最优的光催化性能，可见光照射120min对甲基橙的降解率高达99.46％，循环利用五次后降解率仍可达86.97％，这表明LaNi
0.6
Mn
0.4
O3具有较好的稳定性和循环利用性。
[0006]BiOBr是一种多组分金属卤氧化物家族的三元化合物，具有独特的电学性能、磁性、光学和发光性能且具有约2.9eV的带隙，在可见光
‑
近红外光谱范围内，吸收系数高，是一种具有实际应用价值的光催化剂，CN109550508A公开了一种改性的铋氧溴纳米材料的制备方法及应用，通过对BiOBr的合成条件调控，在改变其形貌的基础上增加比表面积，增强其对水中Cr(
Ⅵ
)的吸附能力，同时增加了光催化剂与污染物的接触面积，进而提高其对Cr(
Ⅵ
)的光催化还原。具有合适的禁带宽度，能吸收可见光，同时能够促进光生电子空穴的迅速转移，减少电子空穴的复合，进一步提高其光催化效率；作为催化剂使用时，在pH＝6的合成条件得到的光催化材料对废水中的重金属Cr(
Ⅵ
)有很强的吸附降解能力，无论是在高浓度或者低浓度污染重，可以将其很好的应用于废水中的重金属处理。
[0007]虽然上述光催化剂对Cr(VI)具有一定的光催化能力，但是上述光催化剂处理时间
长，效率低，而且稳定性差，因而急需提供一种具有优异的光催化能力，且稳定性好的污水深度处理的催化剂。

技术实现思路

[0008]本专利技术要解决的技术问题是克服现有上述存在的的缺陷和不足，提供一种用于污水深度处理的催化剂及其制备方法。
[0009]本专利技术的目的是提供一种用于污水深度处理的催化剂的制备方法。本专利技术的制备方法是采用溶胶凝胶法制备LaNi
(1
‑
x)
Fe
x
Mo
y
O3；其中x＝0.02～0.04，y＝0.01～0.03；然后将聚酰胺酸和LaNi
(1
‑
x)
Fe
x
Mo
y
O3加入水中，再加入三乙胺搅拌、分散均匀，得到水分散液；再将步骤(1)制备的水分散液倒入模具中，真空冷冻干燥，热亚胺化，得到复合泡沫材料；然后配置含有十六烷基三甲基溴化铵、溴盐和铋盐的乙二醇溶液，搅拌2～4h，然后将制备的复合泡沫材料添加到上述溶液中，然后转移到水热反应釜，于120～160℃下保温18～28h，离心，洗涤后，干燥，即得到用于污水深度处理的催化剂。本申请的光催化材料用于光催化还原废水中的Cr(VI)，能够有效降低废水中Cr(VI)的含量，是用于处理Cr(VI)废水的理想材料。
[0010]本专利技术另一目的是提供一种用于污水深度处理的催化剂。
[0011]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0012]一种用于污水深度处理的催化剂的制备方法，其包括以下：
[0013](I)采用溶胶凝胶法制备LaNi
(1
‑
x)
Fe
x
Mo
y
O3；其中x＝0.02～0.04，y＝0.01～0.03；
[0014](II)制备聚酰亚胺复合泡沫材料
[0015](1)将聚酰胺酸、步骤(I)制备LaNi
(1
‑
x)
Fe
x
Mo
y
O3加入水中，再加入三乙胺搅拌、分散均匀，得到水分散液；
[0016](2)将步骤(1)制备的水分散液倒入模具中，真空冷冻干燥，热亚胺化，得到复合泡沫材料；
[0017](III)制备聚酰亚胺复合泡沫材料负载的溴氧化铋；
[0018]配置含有十六烷基三甲基溴化铵、溴盐和铋盐的乙二醇溶液，搅拌2～4h，然后将步骤(II)制备的复合泡沫材料添加到上述溶液中，然后转移到水热反应釜，于120～160℃下保温18～28h，离心，洗涤后，干燥，即得到用于污水深度处理的催化剂。
[0019]优选的，在步骤(1)中，所述采用溶胶凝胶法制备LaNi
(1
‑
x)
Fe
x
Mo
y
O3具体制备方法包括以下步骤：分别称取镧盐、镍盐、铁盐和锰盐置于盛有60～80mL无水乙醇与去离子水的混合溶液的烧杯中，溶解后再加入柠檬酸；常温搅拌10～30min后，将烧杯置于超声波水浴超声器中振荡10～30min；超声振荡后将烧杯放入恒温水浴锅中，60～80℃恒温搅拌至溶液形成凝胶，停止搅拌；将得到的凝胶放入冷冻干燥机中冷冻干燥获得干凝胶；再将干凝胶样品置于马弗炉中，焙烧，自然降温后取出研磨，得到LaNi
(1
‑
x)
Fe
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于污水深度处理的催化剂的制备方法，其特征在于：其包括以下：(I)采用溶胶凝胶法制备LaNi
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x)
Fe
x
Mo
y
O3；其中x＝0.02～0.04，y＝0.01～0.03；(II)制备聚酰亚胺复合泡沫材料(1)将聚酰胺酸、步骤(I)制备LaNi
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Fe
x
Mo
y
O3加入水中，再加入三乙胺搅拌、分散均匀，得到水分散液；(2)将步骤(1)制备的水分散液倒入模具中，真空冷冻干燥，热亚胺化，得到复合泡沫材料；(III)制备聚酰亚胺复合泡沫材料负载的溴氧化铋；配置含有十六烷基三甲基溴化铵、溴盐和铋盐的乙二醇溶液，搅拌2～4h，然后将步骤(II)制备的复合泡沫材料添加到上述溶液中，然后转移到水热反应釜，于120～160℃下保温18～28h，离心，洗涤后，干燥，即得到用于污水深度处理的催化剂。2.根据权利要求1所述的一种用于污水深度处理的催化剂的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述采用溶胶凝胶法制备LaNi
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Fe
x
Mo
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O3具体制备方法包括以下步骤：分别称取镧盐、镍盐、铁盐和锰盐置于盛有60～80mL无水乙醇与去离子水的混合溶液的烧杯中，溶解后再加入柠檬酸；常温搅拌10～30min后，将烧杯置于超声波水浴超声器中振荡10～30min；超声振荡后将烧杯放入恒温水浴锅中，60～80℃恒温搅拌至溶液形成凝胶，停止搅拌；将得到的凝胶放入冷冻干燥机中冷冻干燥获得干凝胶；再将干凝胶样品置于马弗炉中，焙烧，自然降温后取出研磨，得到LaNi
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Fe
x
Mo
y
O3粉末样品。3.根据权利要求2所述的一种用于污水深度处理的催化剂的制备方法，其特征在于：所述无水乙醇与去离子水的体积比为2∶1，所述冷冻干燥为在
‑
30～
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈永红，周满国，
申请(专利权)人：陈永红，
类型：发明
国别省市：