一种载锰多相催化剂及利用其催化臭氧产生高活性五价锰的水处理方法，它涉及用于水处理方法的催化剂及其处理方法。解决现有均相氧化剂五价锰在氧化除污染的过程中存在锰离子二次污染，难以回收利用问题。本发明专利技术催化剂是二价锰离子与络合剂复合负载至活性炭上；将待处理水通入装有催化剂的反应器中，再通入臭氧进行氧化处理即可。本发明专利技术催化剂中二价锰离子固定至活性炭上，利用其进行催化臭氧水处理过程中，产生的五价锰氧化剂不会随水体流走，不会产生锰离子二次污染，可重复利用。原位产生的五价锰氧化能力强，与有机物反应速度快，能迅速氧化降解有机污染物，不产生有毒有害副产物。比单独采用臭氧进行氧化的处理效果提高50％～80％。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于水处理方法的催化剂及其处理方法。
技术介绍
高活性中间态五价锰具有氧化能力强，与有机物反应速度快，可以迅速氧化降解有机污染物，且不会产生有毒有害副产物的优点。但作为均相氧化剂五价锰在氧化除污染的过程中存在锰离子二次污染、难以重复利用的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有均相氧化剂五价锰在氧化除污染的过程中存在锰离子二次污染，难以重复利用的问题，本专利技术提供了。本专利技术的载锰多相催化剂是将二价锰离子与络合剂复合负载至活性炭上，其是通过以下步骤得到的一、将二价锰离子与络合剂加入水中配制成混合溶液，其中混合溶液中二价锰离子与络合剂的摩尔比为1 1 50，二价锰离子的浓度为0. 1 lOOmmol/L;二、 向步骤一的混合溶液中加入活性炭，将活性炭浸泡1 24h，然后过滤，再清洗，得负载有络合态二价锰离子的活性炭，即载锰多相催化剂，完成载锰多相催化剂的制备；其中步骤二中控制混合溶液中二价锰离子摩尔量与活性炭质量的比例为0. 1 2mmol Igo利用本专利技术的载锰多相催化剂催化臭氧产生高活性五价锰的水处理方法，是通过以下步骤实现的一、将待处理水通过装有载锰多相催化剂的反应器中，同时向反应器中通入臭氧，对待处理水进行预氧化处理，控制待处理水在反应器中的停留时间为5 60min， 臭氧初始浓度为0. 1 100mg/L ；二、将经步骤一处理后的待处理水依次经混凝、沉淀和过滤工艺处理后，即完成利用载锰多相催化剂催化臭氧产生高活性五价锰的水处理方法；步骤一中所述待处理水为水源水。利用本专利技术的载锰多相催化剂催化臭氧产生高活性五价锰的水处理方法，是通过以下步骤实现的将待处理水通过装有载锰多相催化剂的反应器中，同时向反应器中通入臭氧，对待处理水进行深度氧化处理，控制待处理水在反应器中的停留时间为5 60min， 臭氧初始浓度为0. 1 100mg/L，即完成利用载锰多相催化剂催化臭氧产生高活性五价锰的水处理方法；所述待处理水为过滤后水或者污水处理厂二级出水。本专利技术所述二价锰离子为氯化锰、硫酸锰和硝酸锰中的一种或其中几种的组合物。本专利技术所述络合剂(L)为小分子羧酸络合剂、氨基酸络合剂、氨羧络合剂、大分子羧酸络合剂或有机膦酸络合剂；小分子羧酸为草酸、柠檬酸、酒石酸、丙二酸、丁二酸、苯甲酸、水杨酸、邻苯二甲酸、磺基水杨酸、马来酸、富马酸、没食子酸和丹宁酸中的一种或几种的组合物；氨羧络合剂为乙二胺四乙酸、环己烷二胺四乙酸、氨基三乙酸、乙二醇二乙醚二胺四乙酸、乙二胺四丙酸、三乙烯四胺、乙二胺二琥珀酸、二乙烯三胺五乙酸、氨基三甲基磷酸和乙二胺四亚甲基磷酸中的一种或几种的组合物；大分子羧酸为腐殖酸、富里酸和/或海藻酸；有机膦酸络合剂为羟基亚乙基二膦酸、氨基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基二膦酸、膦酸基丁烷三羧酸、二乙烯三胺五亚甲基膦酸、己二胺四亚甲基膦酸、甘氨酸二甲基膦酸、甲胺二甲基膦酸、羟基亚丙基二膦酸、二膦酸丙酸基膦酸钠、氨基多醚基亚甲基膦酸、膦酰基聚丙烯酸中的一种或几种的组合物。利用载锰多相催化剂催化臭氧产生高活性五价锰的水处理方法的原理为活性炭表面的络合态二价锰离子(Mn(II)L)与臭氧(O3)反应原位产生三价锰离子(Mn(III)L)，见反应式(1)，生成的Mn(III)离子继续与O3发生氧转移反应产生高活性五价锰(Mn(V))，见反应式(2)，产生的Mn(V)的氧化降解有机物的过程自身被还原为Mn(III)，可以继续催化 O3 产生 Mn (V)。2Mn (II) L+03+H+— 2Mn (III) L+02+H(T (1)Mn(III)L+03 — Mn(V)L+02(2)利用载锰多相催化剂催化臭氧产生高活性五价锰的水处理方法具有不会由于均相锰离子二次污染和催化剂可以循环利用的优点，原位产生的五价锰具有氧化能力强，与有机物反应速度快，可以迅速氧化降解有机污染物，且不会产生有毒有害副产物的优点。本专利技术的利用载锰多相催化剂催化臭氧产生高活性五价锰的水处理方法的处理效果好，比单独采用臭氧进行氧化的处理效果可提高50% 80%。附图说明图1是利用具体实施方式二十八的载锰多相催化剂催化臭氧产生高活性五价锰的水处理方法的工艺流程；图2是利用具体实施方式二十八的载锰多相催化剂催化臭氧产生高活性五价锰的水处理方法对水源水中农药莠去津的去除率曲线图；图3是利用具体实施方式二十九的载锰多相催化剂催化臭氧产生高活性五价锰的水处理方法的工艺流程；图 4是利用具体实施方式三十的载锰多相催化剂催化臭氧产生高活性五价锰的水处理方法的工艺流程。具体实施例方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。具体实施方式一本实施方式为载锰多相催化剂，其是将二价锰离子与络合剂复合负载至活性炭上，是通过以下步骤制备得到的一、将二价锰离子与络合剂加入水中配制成混合溶液，其中混合溶液中二价锰离子与络合剂的摩尔比为1 1 50，二价锰离子的浓度为0. 1 lOOmmol/L ；二、向步骤一的混合溶液中加入活性炭，将活性炭浸泡1 24h， 然后过滤，再清洗，得负载有络合态二价锰离子的活性炭，即载锰多相催化剂，完成载锰多相催化剂的制备；其中步骤二中控制混合溶液中二价锰离子摩尔量与活性炭质量的比例为 0· 1 2mmol ； 1g.本实施方式的载锰多相催化剂将络合二价锰离子吸附至活性炭的空隙中，将待处理水进行氧化处理时，络合二价锰离子催化臭氧产生的五价锰氧化剂不会随水体流走，不会产生锰离子的二次污染，而且方便重复利用。具体实施方式二 本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中混合溶液中二价锰离子与络合剂的摩尔比为1 5 40。其它参数与具体实施方式一相同。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中混合溶液中二价锰离子与络合剂的摩尔比为1 10 30。其它参数与具体实施方式一相同具体实施方式四本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中混合溶液中二价锰离子与络合剂的摩尔比为1 20。其它参数与具体实施方式一相同。具体实施方式五本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤一中二价锰离子的浓度为0. 5 80mmol/L。其它参数与具体实施方式一至四之一相同。具体实施方式六本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤一中二价锰离子的浓度为1 60mmol/L。其它参数与具体实施方式一至四之一相同。具体实施方式七本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤一中二价锰离子的浓度为1. 5 30mmol/L。其它参数与具体实施方式一至四之一相同。具体实施方式八本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤一中二价锰离子的浓度为2 lOmmol/L。其它参数与具体实施方式一至四之一相同。具体实施方式九本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤一中二价锰离子的浓度为5mmol/L。其它参数与具体实施方式一至四之一相同。具体实施方式十本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是步骤一中二价锰离子为氯化锰、硫酸锰和硝酸锰中的一种或其中几种的组合物。其它参数与具体实施方式一至九之一相同。本实施方式中当二价锰离子为组合物时，以任意比混合。具体实施方式十一本实施方式与具体实施方式本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种载锰多相催化剂，其特征在于载锰多相催化剂是将二价锰离子与络合剂复合负载至活性炭上，载锰多相催化剂是通过以下步骤得到的：一、将二价锰离子与络合剂加入水中配制成混合溶液，其中混合溶液中二价锰离子与络合剂的摩尔比为１∶１～５０，二价锰离子炭质量的比例为０．１～２ｍｍｏｌ∶１ｇ。的浓度为０．１～１００ｍｍｏｌ／Ｌ；二、向步骤一的混合溶液中加入活性炭，将活性炭浸泡１～２４ｈ，然后过滤，再清洗，得负载有络合态二价锰离子的活性炭，即载锰多相催化剂，完成载锰多相催化剂的制备；其中步骤二中控制混合溶液中二价锰离子摩尔量与活性
【技术特征摘要】
1.一种载锰多相催化剂，其特征在于载锰多相催化剂是将二价锰离子与络合剂复合负载至活性炭上，载锰多相催化剂是通过以下步骤得到的一、将二价锰离子与络合剂加入水中配制成混合溶液，其中混合溶液中二价锰离子与络合剂的摩尔比为1 1 50，二价锰离子的浓度为0. 1 lOOmmol/L ；二、向步骤一的混合溶液中加入活性炭，将活性炭浸泡1 24h，然后过滤，再清洗，得负载有络合态二价锰离子的活性炭，即载锰多相催化剂，完成载锰多相催化剂的制备；其中步骤二中控制混合溶液中二价锰离子摩尔量与活性炭质量的比例为 0. 1 2mmol Ig02.根据权利要求1所述的一种载锰多相催化剂，其特征在于步骤一中混合溶液中二价锰离子与络合剂的摩尔比为1 5 40。3.根据权利要求1或2所述的一种载锰多相催化剂，其特征在于步骤一中二价锰离子的浓度为2 10mmol/L。4.根据权利要求1或2所述的一种载锰多相催化剂，其特征在于步骤一中二价锰离子为氯化锰、硫酸锰和硝酸锰中的一种或其中几种的组合物。5.根据权利要求1或2所述的一种载锰多相催化剂，其特征在于步骤一中络合剂为小分子羧酸络合剂、氨基酸络合剂、氨羧络合剂、大分子羧酸络合剂或有机膦酸络合剂。6.根据权利要求5所述的一种载锰多相催化剂，其特征在于小分子羧酸为草酸、柠檬酸、酒石酸、丙二酸、丁二酸、苯甲酸、水杨酸、邻苯二甲酸、磺基水杨酸、马来酸、富马酸、没食子酸和丹宁酸中的一种或几种的组合物；氨羧络合剂为乙二胺四乙酸、环己烷二胺四乙酸、氨基三乙酸、乙二醇二乙醚二胺四乙酸、乙二胺四丙酸、三乙烯四胺、乙二胺二琥珀酸、 二乙烯三胺五乙酸、氨基三甲基磷酸和乙二胺四亚甲基磷酸中的一种或几种的组合物；大分子羧酸为腐殖酸、富里酸和/或海藻酸；有机膦酸络合剂为羟基亚乙基二...
【专利技术属性】
技术研发人员：江进，庞素艳，马军，朱君涛，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93
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