一种工业废水酚类污染物降解催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种工业废水酚类污染物降解催化剂及其制备方法，属于废水处理技术领域，包括以下步骤：将乙酸和乙酰丙酮加入到含有ZSM

【技术实现步骤摘要】
一种工业废水酚类污染物降解催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于废水处理
，具体地，涉及一种工业废水酚类污染物降解催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]工业废水一直是水污染的主要污染源之一，随着近年工业的飞速发展和经济的腾飞，含有高浓度的有机废水污染日益严重，有机废水主要来源于工业生产的纺织染料、表面活性剂、防污化合物等，医院产生的抗生素、类固醇等药物和农业生产中农药、除草剂等，然而传统的自然吸附、反向渗透、凝固和生物降解能力远远不够，只是将污染物转移到另一个地方或另一个阶段，极易造成二次污染，对人类健康构成严重威胁，酚类污染物作为一个典型的代表，若长期饮用被酚污染的水会出现慢性中毒，引起头痛、头晕、疲劳、失眠、耳鸣、贫血以及神经系统病症，甚至会导致致癌，所以含酚废水的处理显得日益重要。
[0003]目前，对含酚废水的处理方法主要有物理、化学、生化及组合技术，但均存在一些缺陷；ZSM
‑
5沸石材料能够很好的吸附污染物，但是无法将污染物转化为对环境无害的物质，多相光催化氧化技术已被证实能够妥善处理废水中不同的持久性有机污染物移出或矿化成CO2和H2O，光催化的关键是制备高效、活性的光催化剂，其中，ZSM
‑
5负载二氧化钛作为一种有前途的光催化剂，二氧化钛作为一种n型半导体，具有良好的化学惰性、优异的稳定性和抗光腐蚀性，受到了广泛关注；但TiO2的一个致命问题是其光激发电子和空穴对的快速复合，导致光催化性能低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种工业废水酚类污染物降解催化剂及其制备方法，通过以ZSM
‑
5为载体，通过植物提取物在ZSM
‑
5载体表面原位还原沉积Au、Ti和Ni金属，高温煅烧形成TiO2、NiO，Au不变，TiO2是n型半导体，NiO是p型半导体，进而形成np异质结，有效的提高了光催化效率。
[0005]本专利技术要解决的技术问题：ZSM
‑
5负载二氧化钛光催化剂的光催化性能低。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种工业废水酚类污染物降解催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0008]S1、将乙酸和乙酰丙酮加入到含有ZSM
‑
5的异丙醇溶液中，直至分散均匀，加入浓度为5
×
10
‑3M的HAuCl4溶液，60℃下搅拌1h，然后加入钛酸四丁酯并搅拌30min，加入质量分数为50％的乙醇溶液搅拌30min，随后加入六水合硝酸镍，得到均质溶液，其中，乙酸、乙酰丙酮、ZSM
‑
5、异丙醇、HAuCl4溶液、钛酸四丁酯、乙醇溶液和六水合硝酸镍的用量比为0.5
‑
1mL：0.05
‑
0.1mL：3
‑
5g：55
‑
65mL：1
‑
3mL：4
‑
5mL：3
‑
5mL：2
‑
3g；
[0009]S2、向均质溶液中加入15
‑
20mL的植物提取液，60℃下搅拌反应1.5h，反应结束后，在100℃下干燥6h，并在500℃下煅烧2h，最后得到成品。
[0010]上述反应过程中，ZSM
‑
5与HAuCl4、钛酸四丁酯和六水合硝酸镍首先形成均质溶
液，然后在植物提取液的还原下，将Au、Ti和Ni共沉积在ZSM
‑
5表面，再通过在空气中煅烧，将Ti和Ni转化为TiO2和NiO。
[0011]进一步地，ZSM
‑
5包括以下步骤制得：
[0012]将Al2(SO4)3·
18H2O和浓度为0.3mol
·
L
‑1的NaCl溶液在去离子水中搅拌，然后在搅拌下加入浓度为3.5mol
·
L
‑1的四丙基氢氧化铵和浓度为0.4g
·
mL
‑1硅溶胶，然后将混合物转移到高压釜中，在130℃下反应24h，反应结束后，降温至25℃，经离心、洗涤、干燥和550℃下煅烧得到ZSM
‑
5，其中，Al2(SO4)3·
18H2O、NaCl溶液、四丙基氢氧化铵和硅溶胶的用量比为400
‑
500mg：2
‑
3mL：2
‑
4mL：6
‑
10mg。
[0013]上述反应过程中，ZSM
‑
5是使用Al2(SO4)3·
18H2O和硅溶胶分别作为Al和Si源合成的，以四丙基氢氧化铵为模板，指导整个体系的结构，NaCl的作用是帮助晶体生长。
[0014]进一步地，植物提取液为鳄梨叶提取物，包括以下步骤制得：
[0015]A1、将鳄梨叶清洗干净，然后在室温下阴干，经切割、研磨和筛分以获得鳄梨叶粉；
[0016]A2、将鳄梨叶粉添加到去离子水中并在50
‑
55℃下搅拌1h，通过0.45μm聚四氟乙烯过滤器过滤，即得植物提取液，其中，鳄梨叶粉和去离子水的用量为1
‑
2g：100
‑
150mL。
[0017]本专利技术的有益效果：
[0018](1)本专利技术技术方案中，通过植物提取液原位还原金属离子，再沉积在ZSM
‑
5的表面，合成的工业废水酚类污染物降解催化剂，NiO作为一种p型半导体，具有高p型浓度、稳健的空穴迁移率、优异的可见光吸收和低成本生产，NiO和n型半导体TiO2同时引入到ZSM
‑
5的表面，形成pn异质结，其中n型电子和p型空穴将转移到相对两侧形成内部电场，有利于分离光生电子和空穴，同时在光照条件下增加光载流子的寿命，利用ZSM
‑
5沸石吸附能力强，可提供高浓度的污染环境，具有特殊内电场的TiO2‑
NiO异质结协同吸附ZSM
‑
5表面的Au可有效提高光催化性能。
[0019](2)本专利技术技术方案中，工业废水酚类污染物降解催化剂采用一步水热还原原位生成，合成简便、低成本和环境友好，催化效率和回收率高，易于大规模工业化生产。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]实施例1
[0022]ZSM
‑
5包括以下步骤制得：
[0023]将400mg的Al2(SO4)3·
18H2O和2mL浓度为0.3mol
·
L
‑1的NaCl溶液在20mL去离子水中搅拌，然后在搅拌下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业废水酚类污染物降解催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、将乙酸和乙酰丙酮加入到含有ZSM
‑
5的异丙醇溶液中，直至分散均匀，加入浓度为5
×
10
‑3M的HAuCl4溶液，60℃下搅拌1h，然后加入钛酸四丁酯并搅拌30min，加入质量分数为50％的乙醇溶液搅拌30min，随后加入六水合硝酸镍，得到均质溶液；S2、向均质溶液中加入植物提取液，60℃下搅拌反应1.5h，反应结束后，在100℃下干燥6h，并在500℃下煅烧2h，最后得到成品。2.根据权利要求1所述的一种工业废水酚类污染物降解催化剂的制备方法，其特征在于：步骤S1中，乙酸、乙酰丙酮、ZSM
‑
5、异丙醇、HAuCl 4
溶液、钛酸四丁酯、乙醇溶液和六水合硝酸镍的用量比为0.5
‑
1mL：0.05
‑
0.1mL：3
‑
5g：55
‑
65mL：1
‑
3mL：4
‑
5mL：3
‑
5mL：2
‑
3g。3.根据权利要求1所述的一种工业废水酚类污染物降解催化剂的制备方法，其特征在于：步骤S2中，加入植物提取液的体积为15
‑
20mL。4.根据权利要求1所述的一种工业废水酚类污染物降解催化剂的制备方法，其特征在于：ZSM
‑
5包括以下步骤制得：将Al 2
(SO4)3·
18H2O和浓...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伯霞，宋智，
申请(专利权)人：北方民族大学，
类型：发明
国别省市：