水体有机污染物高级氧化降解用钴基催化剂及制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种水体有机污染物高级氧化降解用钴基催化剂及制备和应用，该催化剂为

【技术实现步骤摘要】
水体有机污染物高级氧化降解用钴基催化剂及制备和应用


[0001]本专利技术涉及有机废水治理领域以及催化剂设计制备
，具体涉及一种用于水体有机污染物高级氧化降解的钴基催化剂以及制备方法
。

技术介绍

[0002]近年来，越来越多的有机物被大量的运用在工业生产等相关产业中，如制药
、
染料
、
农业以及精细化工等
。
同时这些行业在使用过程中会产生大量的废气废水，并且这些也会被排入到大气
、
水体以及土壤中，造成了严重的环境污染
。
其中芳香类有机物被最为广泛的应用在各个领域，并且由于芳香类有机污染物都具有较强的生物毒性
、
环境持久性和非生物降解性等，给人类健康
、
生存环境造成极大的危害，人体长期接触还会造成危害人体神经中枢系统
。
其中氯苯酚使用的更加广泛，且更多是以工业废水中存在
。
像氯苯酚类废水因为分类物质用量大，在废水中的浓度较高，甚至可以达到几百
ppm
浓度，相关酚类的污染物的种类更是繁多，需要有合适的，可以尽量统一的方法，这些都是难题，因此消除净化环境中的类氯苯酚污染物尤为重要
。
[0003]目前废水处理净化有多种途径，主要分为物理和化学两种主要方法，其中物理法主要分为，吸附
、
冷凝
、
膜处理以及吸收法等方法，这些技术只是将污染物回收进行二次处理，并且较低浓度的有机污染物无法达到有效处理，很容易造成二次污染
。
而常见的化学方法有光催化法
、
生物降解法
、
超临界水氧化法
、
化学沉积法以及高级氧化法等
。
其中光催化效率不高，化学沉积容易造成二次污染，生物降解法具有一定的局限性，超临界水氧化法条件较为苛刻，而高级氧化法，具有多种氧化类型，且在废水处理中应用最广，而且氧化有机物的活性物种也不容易造成二次污染，因此高级氧化法是目前处理净化废水最有效的方法之一
。
[0004]用于高级氧化处理废水的催化剂种类繁多，有目前最热门的金属有机骨架，常见的过渡金属氧化物的改性，以及碳氮复合物的衍生，甚至于还有有机物本身充当催化剂自降解
。
其中过渡金属氧化物成本低廉，制备方法简单，已经被开始广泛应用，但是其仍有一些缺点需要改进，如单一过渡金属不能有效的完全降解，需要贵金属以及第二金属掺杂改性方可，因此对当前的催化剂进行改性，开发出高活性
、
高选择性
、
低成本催化剂
。
[0005]专利申请
CN202110826205.5
公开了一种四氧化三钴
、
氢氧化钴或氢氧化镍催化零价锌去除水中双氯芬酸的水处理方法，所述方法为：向含有双氯芬酸的水中，加入一定量的零价锌和催化剂，所述催化剂为四氧化三钴
、
氢氧化钴或氢氧化镍中的任意一种，反应一定时间，便可降解双氯芬酸
。
其特征在于，反应要在
pH4
‑7的条件下进行，反应产生的是活性氢物种
。
该方法可以有效的降解水中双氯芬酸等污染物，但是其催化剂的用量大，反应时间较长需要五六小时，反应
pH
条件要求苛刻且活性氢物种具有一定的选择性，仍然具有的局限性
。
而专利申请
CN201310241468.5
公开了一种氧化钴负载在介孔结构的
SBA
‑
15
上活化过一硫酸盐，并分别与超声和电化学技术相结合，对废水中的有机污染物具有很好的降解效果
。
其特征在于，
pH
在6左右条件下进行，采用活化过一硫酸盐产生高活性的硫酸根自由基，氧
化分解水体中的有毒有机污染物质，促使大多数难降解有机物氧化降解
。
但是该催化剂反应条件需要多种外场环境支持，且制备方法繁琐，
pH
条件苛刻，因此对于实际应用仍有具有局限性
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种水体有机污染物高级氧化降解用钴基催化剂及制备和应用，具有高活性，对多种有机污染物在宽
pH
范围应用，抗高浓度盐条件下降解，适用多种氧化剂以及在低温环境下仍然可以有效处理废水
。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种水体有机污染物高级氧化降解用钴基催化剂，以钴基催化剂为主体，通过掺杂以及负载的方法对其进行改性，并用于水体有机污染物降解
。
该催化剂在水体有机污染物降解中不仅对多种高浓度有机污染物具有高活性，且在低温
、
宽
pH
范围
、
高盐以及低温等复杂苛刻环境下都可以有效的净化被污染水体，是其重要的特征
。
[0008]该催化剂为
M2/M1CoO
x
，其中
M1为贱金属体相掺杂，
M2为贵金属
。
[0009]进一步地，贱金属
M1是
Mn、Fe、Cu、Ni、Zr、Sn、Ce
中的一种或多种，
M1含量为钴元素的摩尔质量的
0.5
％
‑
50
％，优选1％
‑
10
％；
[0010]贵金属
M2为
Ru、Ag、Au、Rh、Pd
以及
Pt
中的一种或多种，
M2含量为
M1CoO
x
质量的0‑
10
％
,
优选
0.01
％
‑
10
％，进一步优选
0.05
％
‑1％
。
[0011]更进一步地，所述的催化剂优选
Ru/MnCoOx
或
MnCoOx。Ru/MnCoOx
催化剂在
pH≤7
时，可以有效地降解水体的有机污染物，
MnCoOx
催化剂在反应体系
pH
为碱性，初始
pH>11
即可快速有效的降解水体中的有机污染物
。
[0012]本专利技术还提供一种水体有机污染物高级氧化降解用钴基催化剂的制备方法，对氧化钴进行过渡金属等贱金属体相掺杂和微量贵金属表面修饰改性而制得，具体包括以下步骤：
[0013]B1、
以
Co
和
M1的可溶盐前驱物，制备贱金属掺杂的改性的钴基复合氧化物
M1CoO
x
；
[0014]B2、
以
M2的可溶盐为前驱物，以步骤
B1<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种水体有机污染物高级氧化降解用钴基催化剂，其特征在于，该催化剂为
M2/M1CoO
x
，其中
M1为贱金属体相掺杂，
M2为贵金属，
M1含量为钴元素的摩尔质量的
0.5
％
‑
50
％，
M2含量为
M1CoO
x
质量的0％
‑
10
％
。2.
根据权利要求1所述的一种水体有机污染物高级氧化降解用钴基催化剂，其特征在于，贱金属
M1是
Mn、Fe、Cu、Ni、Zr、Sn、Ce
中的一种或多种；贵金属
M2为
Ru、Ag、Au、Rh、Pd
以及
Pt
中的一种或多种，
M2含量为
M1CoO
x
质量的
0.01
％
‑
10
％
。3.
根据权利要求2所述的一种水体有机污染物高级氧化降解用钴基催化剂，其特征在于，贱金属
M1含量为钴元素的摩尔质量的1％
‑
10
％；贵金属
M2含量为
M1CoO
x
质量的
0.05
％
‑1％
。4.
一种如权利要求1‑3中任一所述的水体有机污染物高级氧化降解用钴基催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
B1、
以
Co
和
M1的可溶盐前驱物，制备了贱金属掺杂的改性的钴基复合氧化物
M1CoO
x
；
B2、
以
M2的可溶盐为前驱物，以步骤
B1
制得的钴基复合氧化物为载体，制得催化剂
M2/M1CoO
x
。5.
根据权利要求4所述的水体有机污染物高级氧化降解用钴基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤
B1
溶剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴启广，王峰，牛强，夏杭琦，刘礼林，
申请(专利权)人：内蒙古鄂尔多斯电力冶金集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：