一种煅烧型双金属MOFs/g-C3N4臭氧催化剂制备及在涤纶碱减量印染废水预处理中的应用制造技术

本发明专利技术提供一种煅烧型双金属MOFs/g

【技术实现步骤摘要】
一种煅烧型双金属MOFs/g
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C3N4臭氧催化剂制备及在涤纶碱减量印染废水预处理中的应用


[0001]本专利技术属污水处理
，具体涉及一种煅烧型双金属MOFs/g
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C3N4臭氧催化剂及其制备方法与在涤纶碱减量印染废水预处理中的应用。

技术介绍

[0002]印染行业作为我国的特色产业，是纺织工业的重要组成部分，是保证纺织品品质，提高纺织品附加值的重要产业。涤纶(聚酯纤维)具有一系列优良的性能和较大的产量被广泛应用。涤纶碱减量技术是指涤纶织物在热碱溶液中织物表面的聚酯水解表层脱落，使织物表面粗糙、直径变细，具有真丝般柔和的光泽和悬垂性。碱减量废水主要含有对苯二甲酸钠盐、乙二醇等聚酯水解产生，废水COD、BOD5浓度高、BOD5/COD＜0.2、可生化性差、且pH值高，使涤纶碱减量废水处理极为困难。
[0003]当前碱减量废水处理的方法先经过酸析处理，使对苯二甲酸钠盐转变为不溶的对苯二甲酸析出。酸析过滤法能去除废水中90％的对苯二甲酸，。
[0004]臭氧氧化法是一种极具应用前景的高级氧化技术(AOPs)，该方法使用催化剂催化臭氧产生活性氧物种，能实现在碱性条件下对难生化降解有机污染物的矿化去除，被广泛应用于污水处理
金属有机框架材料(MOFs)具有比表面积大、孔结构丰富、活性位点可调等特性，被证实具有较好臭氧催化性能，可用于废水中有机污染物的催化降解。双金属MOFs独特的配位结构，可以在催化剂表面提供更多的活性位点，同时调控活性位点电子环境，提高活性位点催化性能而被广泛研究。相关研究表明将MOFs与其他二维材料结合可以提高活性位点分布均匀性。g
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C3N4是一种平面二维片层结构，具有独特的化学组成和共轭结构，是一种多功能催化剂，将其与MOFs相结合被广泛应用于光催化领域。
[0005]因此可以开发一种煅烧型双金属MOFs与g
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C3N4复合催化催化剂，并用于涤纶碱减量印染废水的臭氧催化处理。

技术实现思路

[0006]本专利技术主要针对涤纶碱减量印染废水COD、BOD5浓度高，BOD5/COD低，可生化性差的特点，提供一种稳定、高效的非均相臭氧催化剂及其制备，并用于碱减量废水预处理，降低废水COD值，提高碱减量废水的可生化性。
[0007]本专利技术目的通过下述方案实现：
[0008]一种煅烧型双金属MOFs/g
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C3N4臭氧催化剂的制备方法，通过三聚氰胺煅烧法制备在g
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C3N4，然后在g
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C3N4表面原位生长双金属MOFs，并经过煅烧形成煅烧型双金属MOFs/g
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C3N4臭氧催化剂。
[0009]一种高效中性非均相芬顿催化剂FeOF的制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)将取一定量三聚氰胺于陶瓷坩埚中并用锡箔纸密封，置于马弗炉中煅烧，获得g
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C3N4。
[0011](2)将有机配体、金属配体(包括金属铁盐、第二金属盐)和g
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C3N4依以次加入溶剂中，充分搅拌，获得双金属MOFs/g
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C3N4臭氧催化剂前驱体混合溶液。
[0012](3)将混合溶液进行溶剂热反应，反应一段时间后离心分离，真空干燥，得到双金属MOFs/g
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C3N4。
[0013](4)将上述双金属MOFs/g
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C3N4在装入陶瓷坩埚置于马弗炉中煅烧，获得所述煅烧型双金属MOFs/g
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C3N4臭氧催化剂。
[0014]上述步骤(1)中：
[0015]作为优选，所述所述煅烧温度为500～600℃(升温速率为5℃/min)，煅烧时间为4h；进一步优选，煅烧温度为550℃(升温速率为5℃/min)，煅烧时间为4h。
[0016]上述步骤(2)中：
[0017]作为优选，所述有机配体为对苯二甲酸、2
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甲基咪唑、乙醇中的一种或多种混合物，进一步优选为对苯二甲酸；所述金属铁盐为硝酸铁、三氯化铁中的一种，进一步优选为三氯化铁；所述三氯化铁可以选为六水合三氯化铁；所述第二金属盐盐为六水合硝酸钴、三水合硝酸铜的一种，进一步优选为六水合硝酸钴。
[0018]作为优选，所述混合溶液中，金属配体与有机配体摩尔比为1∶(0.5～2.5)，进一步优化为1∶(0.5～1.5)，再进一步优化为1∶1。所述金属配体与g
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C3N4质量比为1∶(0.5～5)，进一步优化为1∶2.5；所述金属配体与溶剂质量体积比为1∶(10～100)，进一步优化为1∶(30～60)；所述金属铁盐与第二金属盐摩尔比为1∶(0.1～1)，进一步优化为1∶(0.2～0.8)，再进一步优化为1∶0.5。
[0019]步骤(2)中所述充分搅拌可以在超声条件下机械搅拌也可以再磁力搅拌下进行。
[0020]上述步骤(3)中：
[0021]作为优选，所述溶剂热温度为80～160℃，溶剂热时间为4～24h，进一步优化为溶剂热温度80～120℃，溶剂热时间为10～20h，再进一步优化为溶剂热温度100℃，溶剂热时间15h。真空烘干温度为60～100℃，烘干时间为12h，进一步优化为烘干温度为80℃，烘干时间为12h。
[0022]步骤(3)中所述溶剂热反应可以在含有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中进行。
[0023]上述步骤(4)中：
[0024]作为优选，所述煅烧处理须在氮气保护下进行，煅烧温度为200～1000℃，煅烧时间为2～10h，进一步优选为煅烧温度为500～600℃，煅烧时间为3～5h。
[0025]一种煅烧型双金属MOFs/g
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C3N4臭氧催化剂，由上述任一项所述的制备方法制得。
[0026]一种如上所述的煅烧型双金属MOFs/g
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C3N4臭氧催化剂在涤纶碱减量印染废水预处理中的应用。
[0027]作为优选，所述涤纶碱减量印染废水预处理主要指对涤纶碱减量加工过程中产生的含有大量对苯二甲酸(TA)和乙二醇废水的酸析和催化臭氧氧化处理。
[0028]作为优选，向涤纶碱减量印染废水中加酸调节pH 3～5，过滤后将向滤液中加入煅烧型双金属MOFs/g
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C3N4臭氧催化剂，通入臭氧曝气处理；其中臭氧气体浓度为5～100mg/L，流速为20～200mL/min。涤纶碱减量印染废水COD为1000～100000mg/L，BOD5/COD为0.1～0.4，TA质量浓度为1～30g/L。
[0029]具体讲，本专利技术煅烧型双金属MOFs/g
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C3N4臭氧催化剂臭氧的测试可以在恒温磁力
搅拌水浴锅中进行，先向涤纶碱减量印染废水中加硫酸调节pH 3～5进行酸析，待析出沉淀后过滤，再向滤液中加入煅烧型双金属MOFs/g
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C3N4臭氧催本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煅烧型双金属MOFs/g
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C3N4臭氧催化剂的制备方法，其特征在于，通过在g
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C3N4表面原位生长双金属MOFs，并经过煅烧形成上述煅烧型双金属MOFs/g
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C3N4臭氧催化剂；其中，所述g
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C3N4为石墨相碳化氮，所述双金属MOFs为双金属有机框架材料。2.根据权利要求1所述煅烧型双金属MOFs/g
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C3N4臭氧催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将取一定量三聚氰胺于陶瓷坩埚中并用锡箔纸密封，置于马弗炉中煅烧，获得g
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C3N4。(2)将有机配体、金属配体(包括金属铁盐、第二金属盐)和g
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C3N4依以次加入溶剂中，充分搅拌，获得双金属MOFs/g
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C3N4臭氧催化剂前驱体混合溶液。(3)将混合溶液进行溶剂热反应，反应一段时间后离心分离，真空干燥，得到双金属MOFs/g
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C3N4。(4)将上述双金属MOFs/g
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C3N4在装入陶瓷坩埚置于马弗炉中煅烧，获得所述煅烧型双金属MOFs/g
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C3N4臭氧催化剂。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述煅烧温度为500～600℃(升温速率为5℃/min)，煅烧时间为4h。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述有机配体为对苯二甲酸、2
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甲基咪唑、乙醇中的一种或多种混合物；所述金属铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建勇，侯将辉，
申请(专利权)人：浙江稽山印染有限公司，
类型：发明
国别省市：