【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于含氰废水处理和环境催化，涉及一种用于含氰废水脱氰处理的铜钛掺杂铁基磁性非均相芬顿催化剂；更具体地说，是涉及cu/ti-fe3o4@feooh磁性非均相芬顿催化剂的制备及处理含氰废水应用。
技术介绍
1、近些年来，随着我国工业化的快速发展，各种工业废水的排放量不断增加，废水高效低碳处理技术的开发显得尤为重要。含氰废水作为一类毒性大、处理困难、排放要求高的工业污水，在黑色与有色金属冶炼、化工、电镀和焦化等重工业领域均有大量排放。现有的含氰废水处理方法多为直接氧化或间接高级氧化。采用直接氧化法脱氰效果好，见效快，但成本较高，存在二次污染的风险；采用高级氧化法往往工艺流程长，设备占地面积大，需要进行酸碱调节，出水盐度高。当废水中氰化物种类较多、结构复杂时，需要经过多级处理才能达标排放。作为一种高级氧化技术，fenton法因其产生的·oh具有强氧化性，反应速度快，较适合于含氰废水的处理，但对废水的ph适用范围窄，需要调节ph，并且在酸性条件下金属离子易析出，反应产生大量铁泥，应用成本高。为了克服传统均相芬顿技术的这种缺点，研究人员们将铁元素负载于固体颗粒上，开发出了不同类型的非均相fenton催化剂及类芬顿技术。
2、已有文献报道，在非均相fenton催化剂中非负载和负载其他元素的铁基材料fe3o4、fe2o3、feooh、feooh@go和fe/sio2等均具有突出的fenton氧化催化能力，如cu掺杂fe3o4@feooh磁性纳米复合材料对废水中氧氟沙星的氧化降解具有较好的催化活性，但其磁性较弱，不便回收；也
3、目前工业含氰废水种类繁多，其ph范围也大不相同，如高炉炼钢洗气含氰废水ph为8左右，而金矿含氰废水的ph有9.5左右，有的ph甚至更高，这就给非均相芬顿技术带来困难，急需一种ph范围广泛的非均相芬顿催化剂，无需调节便能直接应用于含氰废水中。
技术实现思路
1、本专利技术的技术目的是提供一种在较宽ph值范围内含氰废水具有良好降解效果的铜钛掺杂铁基磁性非均相芬顿催化剂cu/ti-fe3o4@feooh。本专利技术在fe3o4@feooh固体组分中掺杂cu、ti双金属元素，制备出铜钛掺杂铁基磁性非均相芬顿催化剂cu/ti-fe3o4@feooh。该催化剂不仅兼具fe3o4和feooh的物理特性，对含氰废水具有极好的fenton氧化催化效果；对废水ph值的适应范围宽，对于ph范围为6.5-12.5的不同场景下的工业含氰废水有较好的处理效果，70min内便可将污染物全部降解，尤其是弱酸性废水，在ph为6.5时，10min便可将溶液中氰根完全降解；磁性强，便于磁分离回收。
2、本专利技术的cu/ti-fe3o4@feooh磁性非均相芬顿催化剂的制方法，可采用沉淀氧化法，包括如下步骤：
3、(1)将亚铁盐、铜盐和钛盐加入到盐酸溶液中，搅拌均匀，得金属混合液；
4、(2)将碱源倒入容器中通入氮气并加热；
5、(3)将步骤(1)所得的混合液加入到步骤(2)中的碱源中，搅拌均匀，得沉淀反应液；
6、(4)将硝酸盐溶液加入到步骤(3)的沉淀反应液中，搅拌均匀，得氧化反应液；
7、(5)将步骤(4)所得的氧化反应液加热反应后再冷却，磁分离收集所得固体颗粒，经离心、洗涤、干燥、研磨，即得铜钛掺杂铁基磁性非均相芬顿催化剂cu/ti-fe3o4@feooh。
8、在上述技术方案中，所述步骤(1)中盐酸溶剂的浓度为0.5～1.2mol/l；
9、在上述技术方案中，所述亚铁盐为七水合硫酸亚铁或氯化亚铁；铜盐为硫酸铜或氯化铜，钛盐为四氯化钛；
10、在上述技术方案中，所述步骤(1)中亚铁盐、铜盐与钛盐中的离子摩尔比为(52～55):4:(1～4)；
11、在上述技术方案中，所述步骤(2)中碱源为koh或naoh溶液，碱源、硝酸盐溶液和步骤(1)中金属混合液的浓度之比为(6.7～8.7):2:1；
12、在上述技术方案中，步骤(4)中硝酸盐为nano3或kno3；
13、在上述技术方案中，所述搅拌转速保持一致，搅拌均匀即可；
14、在上述技术方案中，所述步骤(2)中的加热温度为70～90℃；
15、在上述技术方案中，所述步骤(5)中的反应温度为70～90℃，反应时间为3～5h。
16、在上述技术方案中，所述步骤(5)中干燥温度为100～120℃，研磨细度为200目以上即可。
17、本专利技术的铜钛掺杂铁基非均相芬顿磁性催化剂cu/ti-fe3o4@feooh在催化降解含氰废水中的应用，适用于不同酸碱度条件下的含氰废水。
18、本专利技术的铜钛掺杂铁基非均相芬顿磁性催化剂cu/ti-fe3o4@feooh处理含氰废水的应用，包括以下步骤：
19、(1)将含氰废水置于容器中，向容器中加入铜钛掺杂铁基非均相芬顿磁性催化剂cu/ti-fe3o4@feooh，充分搅拌；
20、(2)搅拌结束后向溶液中加入h2o2继续搅拌，直至反应结束。
21、在上述技术方案中，步骤中搅拌转速保持一致，保证搅拌均匀即可。
22、在上述技术方案中，步骤(1)中搅拌时间在10分钟以上即可，保证催化剂达到吸附-解吸平衡。
23、在上述技术方案中，反应温度为室温。
24、在上述技术方案中，催化剂质量mfe(单位：mg)、h2o2体积vh2o2(单位：ml)与含氰废水体积v水(单位：ml)比例控制在mfe:vh2o2:v水＝(2～3):(2～4.5):10。
25、在上述技术方案中，将过滤分离后的铜钛掺杂铁基非均相芬顿磁性催化剂cu/ti-fe3o4@feooh洗涤干燥后可以返回步骤(1)进行二次利用。
26、在上述技术方案中，步骤(1)中含氰废水的酸碱度范围广，ph范围为6.5～12.5。
27、根据上述方案，制备的铜钛掺杂铁基非均相芬顿磁性催化剂cu/ti-fe3o4@feooh对于含氰废水具有优异的处理效果，适用的ph范围宽，为6.5～12.5，尤其是在ph为6.5和12.5的废水中效果最好，仅需要10min和20min便可将溶液中的氰根完全去除，大大缩短了反应时间；同时该催化剂的磁性较好，易于磁分离回收；并且相比于直接氧化法，本反应的产物不会形成二次污染，对环境友好，也简化了工艺流程。
28、本专利技术相对于现有废水脱氰技术具有如下优点：
29、(1)本专利技术制本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.Cu/Ti-Fe3O4@FeOOH磁性非均相芬顿催化剂的制备方法；其特征是，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法；其特征是，步骤(1)中盐酸溶剂的浓度为0.5～1.2mol/L；亚铁盐为七水合硫酸亚铁或氯化亚铁；铜盐为硫酸铜或氯化铜，钛盐为四氯化钛；亚铁盐、铜盐与钛盐中的离子摩尔比为(52～55):4:(1～4)。
3.如权利要求1所述的制备方法；其特征是，步骤(2)中碱源为KOH或NaOH溶液；碱源、硝酸盐溶液和步骤(1)中金属混合液的浓度之比为(6.7～8.7):2:1。
4.如权利要求1所述的制备方法；其特征是，步骤(4)中硝酸盐为NaNO3或KNO3，碱源和硝酸盐添加量的浓度之比为(10～13):3。
5.如权利要求1所述的制备方法；其特征是，步骤(2)中的加热温度为70～90℃；步骤(5)中的反应温度为70～90℃，反应时间为3～5h。
6.如权利要求1所述的制备方法；其特征是，步骤(5)中干燥温度为100～120℃，研磨细度为200目以上。
7.权利要求1的制备方法制备的铜钛掺杂铁基
8.如权利要求7的所述的应用，其特征是，包括以下步骤：
9.如权利要求8的所述的应用，其特征是，步骤(1)中搅拌时间在10分钟以上，催化剂达到吸附-解吸平衡。
10.如权利要求8的所述的应用，其特征是，步催化剂质量MFe(单位：mg)、H2O2体积VH2O2(单位：mL)与含氰废水体积V水(单位：mL)比例为MFe:VH2O2:V水＝(2～3):(2～4.5):10。
...【技术特征摘要】
1.cu/ti-fe3o4@feooh磁性非均相芬顿催化剂的制备方法；其特征是，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法；其特征是，步骤(1)中盐酸溶剂的浓度为0.5～1.2mol/l；亚铁盐为七水合硫酸亚铁或氯化亚铁；铜盐为硫酸铜或氯化铜，钛盐为四氯化钛；亚铁盐、铜盐与钛盐中的离子摩尔比为(52～55):4:(1～4)。
3.如权利要求1所述的制备方法；其特征是，步骤(2)中碱源为koh或naoh溶液；碱源、硝酸盐溶液和步骤(1)中金属混合液的浓度之比为(6.7～8.7):2:1。
4.如权利要求1所述的制备方法；其特征是，步骤(4)中硝酸盐为nano3或kno3，碱源和硝酸盐添加量的浓度之比为(10～13):3。
5.如权利要求1所述的制备方法；其特征是，步骤(2)中的加热温...
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