一种常温常压活化溶解氧降解污染物的催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种常温常压活化溶解氧降解污染物的催化剂及其制备方法和应用。本发明专利技术的制备方法包括如下步骤：S1：将乙酰丙酮钒和2

【技术实现步骤摘要】
一种常温常压活化溶解氧降解污染物的催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及水中新污染物处理
，尤其是涉及一种常温常压活化溶解氧降解污染物的催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着工业和人类社会的快速发展，污水的排放量也不断增加。污水中含有诸如有机物、无机盐、硫化物、氮化物以及各种重金属等有害物质，对环境造成了巨大的污染。
[0003]目前，污水处理厂处理水中新污染物的方法包括利用活性污泥进行吸附以及与传统活性污泥法结合的膜生物反应器技术等，然而采用上述方法对含有POPs的污水进行处理后，在出水中仍然能够检测出新污染物。由于传统的污水处理工艺难以适应目前的水体污染现状，因此针对水体新污染物开发深度处理的研究成为必要。
[0004]基于此，能够生成强氧化性活性物种应用于污水三级深度处理的高级氧化技术(AOPs)逐步发展起来。然而，传统高级氧化技术具有pH范围要求高、选择性小、易产生铁泥、处理成本高、需要不断添加药剂等缺陷，因此，有必要开发一种不需要额外添加能量和药剂并且高效、低能耗、清洁的水处理技术。
[0005]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种常温常压活化溶解氧降解污染物的催化剂及其制备方法和应用，该催化剂能够在常温常压以及较宽的pH范围下活化溶解氧降解污染物，无需外加能量和助剂，催化剂的使用寿命长，降解污染物时的稳定性好。
[0007]本专利技术提供一种常温常压活化溶解氧降解污染物的催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0008]S1：将乙酰丙酮钒和2
‑
甲基咪唑溶解于有机溶剂，随后加入硝酸锌并在碱性条件下进行聚合反应，反应后过滤、洗涤、干燥，得到中间物；
[0009]S2：将中间物研磨后煅烧，经再次研磨、洗涤、干燥，得到常温常压活化溶解氧降解污染物的催化剂。
[0010]步骤S1中，乙酰丙酮钒、2
‑
甲基咪唑和硝酸锌之间的摩尔比为(1
‑
10)：(10
‑
50)：(1
‑
10)，优选为(1
‑
5)：(10
‑
50)：(1
‑
5)，进一步优选为(2
‑
4)：(28
‑
32)：(1
‑
3)，更优选为3：30：2。
[0011]步骤S1中，有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇中的至少一种。
[0012]步骤S1中，碱性条件为pH值10
‑
12；聚合反应的温度为20
‑
40℃，聚合反应的时间为20
‑
30h。
[0013]步骤S1中，过滤为离心过滤，离心过滤时的转速为7000
‑
10000rpm，离心过滤时间为5
‑
10min；洗涤采用乙醇进行，洗涤次数为3
‑
10次；干燥可以在真空干燥箱中进行；干燥温
度为60
‑
80℃，干燥时间为6
‑
10h。
[0014]步骤S2中，煅烧使用管式炉在氮气氛围中进行，煅烧温度为500
‑
800℃，优选为600
‑
800℃，进一步优选为700℃；煅烧时间为1
‑
3h，煅烧时的升温速率5
‑
10℃/min。
[0015]步骤S2中，研磨至50
‑
100目；洗涤采用乙醇进行，洗涤次数为3
‑
10次；干燥温度为60
‑
80℃，干燥时间为3
‑
5h。
[0016]本专利技术还提供一种常温常压活化溶解氧降解污染物的催化剂，按照上述制备方法制得。
[0017]本专利技术还提供上述常温常压活化溶解氧降解污染物的催化剂在处理水中新污染物中的应用。
[0018]本专利技术对新污染物的类型不作严格限制，新污染物包括但不限于罗丹明B、环丙沙星、双酚A、苯妥因等；水中新污染物的浓度≥10ppm；在处理水中新污染物时催化剂的用量为0.6
‑
1.4g/L。
[0019]本专利技术的实施，至少具有以下优势：
[0020]1、本专利技术的催化剂能够在常温常压下活化水中的溶解氧，利用污水中污染物的能量，在污水中形成催化剂
‑
水中溶解氧自净化体系，在去除水中有机污染物的过程中，不需要添加额外的能量和药剂，且不会产生二次污染，极大地降低了能耗并提高了处理效率；
[0021]2、本专利技术的催化剂表面粗糙不平、密布褶皱，在处理污水中的有机污染物时，可以适应较宽的pH范围，具有较强的适用性；
[0022]3、本专利技术的催化剂为固体催化剂，易回收循环使用；特别是，该催化剂的使用寿命长，降解污染物时的稳定性好，极大地降低了水中新污染物的处理成本，具用良好的应用前景。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为实施例1制备的催化剂的扫描电镜图；
[0025]图2为实施例1制备的催化剂对罗丹明B(RhB)、双酚A(BPA)、环丙沙星(CIP)的降解曲线；
[0026]图3为实施例1制备的催化剂在不同pH条件下对环丙沙星(CIP)的降解曲线；
[0027]图4为使用本专利技术催化剂的固定床立柱式反应器的结构示意图；
[0028]图5为实施例1制备的催化剂持续降解罗丹明B(RhB)的效果图。
具体实施方式
[0029]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0030]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根
据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0031]下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]实施例1
[0033]本实施例的常温常压活化溶解氧降解污染物的催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0034]S1：制备中间物
[0035]将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种常温常压活化溶解氧降解污染物的催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将乙酰丙酮钒和2
‑
甲基咪唑溶解于有机溶剂，随后加入硝酸锌并在碱性条件下进行聚合反应，反应后过滤、洗涤、干燥，得到中间物；S2：将中间物研磨后煅烧，经再次研磨、洗涤、干燥，得到常温常压活化溶解氧降解污染物的催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，乙酰丙酮钒、2
‑
甲基咪唑和硝酸锌之间的摩尔比为(1
‑
10)：(10
‑
50)：(1
‑
10)。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇中的至少一种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，碱性条件为pH值10
‑
12；聚合反应的温度为20
‑
40℃，聚合反应的时间为20
‑
30h。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，过滤为离心过滤，离心过滤时的转速为7000
‑
10000rpm，离心过滤时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：方谦，吕来，胡春，
申请(专利权)人：清远广大协同创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：