一种非均相催化剂的制备方法及其在降解染料废水中的应用与流程
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种非均相催化剂的制备方法及其在降解染料废水中的应用。
背景技术：
纺织和印染行业的废水中通常含有各种高浓度的有机染料。 直接排放到环境中将对环境和人体健康造成巨大危害。 过去几十年来，传统的治疗方法包括：物理方法、化学方法、生物技术。 然而，这些处理方法在有机染料废水的降解过程中效率很低。 由此，国内外研究人员开始关注高级氧化技术在有机染料废水降解中的应用。 在高级氧化技术中，羟基自由基是一种传统且典型的氧化基团，可以降解多种有机污染物。 然而，由于其生产工艺复杂且不经济、pH范围有限以及可能存在的污泥能源缺点，研究人员开始关注硫酸根。 硫酸根具有很高的氧化还原电位，可以氧化分解废水中的有机染料。 同时，硫酸根产生后能持续更长时间，可以延长与有机物的相互作用。 持续接触和增强的降解作用可以延长氧化过程。
考虑到钴钼氧化物可以催化过硫酸盐产生硫酸根，理论上同等情况下羟基自由基的降解程度会增加，硫酸根也会处理一些自身不能氧化的羟基自由基。 有机物，去除能力更广。 通过合成多相催化剂钴钼氧化物并将其应用于过一硫酸盐高级氧化系统处理含有机染料废水，可大大提高有机染料的去除效果。
技术实现要素：
解决的技术问题：本申请主要提出一种非均相催化剂的制备方法及其在降解染料废水中的应用，以解决现有技术中存在的成本高、效果差的技术问题。
技术方案：一种多相催化剂的制备方法，包括以下步骤：
第一步是使用水热合成制备的前驱体：将cocl2▪6h2o、(nh4)▪4h2o和co(nh2)2混合，加入去离子水溶解并搅拌，将所得混合物放入反应釜中进行水热反应时，cocl2·6h2o、(NH4)·4h2o、co(nh2)2的质量比为0.119:0.877:0.3003。
第二步是通过煅烧制备复合材料：将水热反应后得到的产物过滤，然后用去离子水和乙醇洗涤至无色。 得到的无色产物在60-80℃下保持并干燥12-24小时。 干燥后将产品在450-500℃下煅烧3-6小时。 煅烧后得到多相催化剂钴钼氧化物。
作为本发明优选的技术方案：第一步，cocl2·6h2o的使用量为0.119g，(nh4)·4h2o的使用量为0.877g，co(nh2)2的使用量为0.3003g，去离子水体积36ml，水热反应温度120-150℃，反应时间12-24小时。
作为本发明优选的技术方案：煅烧时的升温速率控制在1-2℃/min。
作为本发明优选的技术方案：第二步过滤的滤纸直径为30-50微米，洗涤顺序为先用去离子水洗涤，再用乙醇洗涤。
另一方面，本发明还提供了该方法制备的多相催化剂在降解染料废水中的应用。
有益效果：本申请所述的多相催化剂的制备方法及其在降解染料废水中的应用，采用上述技术方案，与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、原料易得、价格低廉、无危险。
2、制备工艺简单，染料处理效果好。
3、单独使用psm对亚甲基蓝的脱色率在反应前60分钟后仅达到32.2%； 不添加PSM，亚甲基蓝染料不能被降解； 当同时添加psm和psm时，亚甲基蓝染料的去除率显着提高。 ，催化氧化反应开始后40分钟，亚甲基蓝染料去除率达到100%。
4、当催化剂用量为0.01g时，反应60分钟后，psm催化亚甲基蓝氧化降解率达到95.3%； 当催化剂用量为2.00g时，反应25分钟后，PSM催化亚甲基蓝氧化降解率达到95.3％。 亚甲蓝检出率达到100%。 随着催化剂用量的增加，亚甲基蓝的去除效率显着提高。
图片说明：
图1为本申请多相催化剂的制备流程示意图。
详细方式
下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细的说明。
实施例1
如图1所示，多相催化剂的制备方法包括以下步骤：
第一步采用水热合成制备的前驱体：将0.119g cocl2▪6h2o、0.877g (nh4)▪4h2o和0.3003g co(nh2)2混合，加入36ml去离子水溶解搅拌，将所得混合物放入反应釜中进行水热反应，水热反应温度为120℃，反应时间为12h。
第二步，通过煅烧制备复合材料：将水热反应后得到的产物通过过滤直径为30微米的滤纸过滤。 滤渣先用去离子水洗涤，然后用乙醇洗涤直至无色。 将获得的无色产物保持在60℃。 干燥12小时。 将干燥后的产物在450℃下煅烧3小时。 升温速率控制在1℃/min。 最终得到多相催化剂钴钼氧化物。
催化氧化过程：所有催化反应实验均在100ml烧杯中进行。 首先在室温25℃下向烧杯中加入50ml废水，然后加入5.0mg催化剂psm，将psm分散于50ml、100mg/l亚甲蓝溶液中，用磁力搅拌器搅拌30分钟。 磁力搅拌速度控制在400r/min，保证反应液充分反应，达到吸附-脱附平衡； 氧化过程从向烧杯中添加 2.0 mmol psm 开始。 在反应时间间隔内，分别在0、10、20、30、40、50、60分钟时取反应液0.4ml。 同时向反应液中加入饱和溶液终止反应。 使用分光光度计在 664 nm 波长处测量亚甲基蓝染料的浓度。 降解效率。
催化氧化实验结果表明，单独使用psm反应60分钟后，亚甲基蓝的脱色率仅达到32.2%； 如果不添加PSM，亚甲基蓝染料就不能被降解； 当同时添加psm和psm时，亚甲基蓝染料的脱色率明显提高，催化氧化反应开始后40分钟，亚甲基蓝染料的去除率达到100%。
实施例2
如图1所示，多相催化剂的制备方法包括以下步骤：
第一步采用水热合成制备的前驱体：将0.119g cocl2▪6h2o、0.877g (nh4)▪4h2o和0.3003g co(nh2)2混合，加入36ml去离子水溶解搅拌，将所得混合物放入反应釜中进行水热反应，水热反应温度为150℃，反应时间为24h。
第二步，通过煅烧制备复合材料：将水热反应后得到的产物通过过滤直径为50微米的滤纸过滤。 滤渣用去离子水洗涤，然后用乙醇洗涤直至无色。 将获得的无色产物保持在80℃。 干燥24小时。 将干燥后的产物在500℃下煅烧6小时。 升温速率控制在2℃/min。 最终得到多相催化剂钴钼氧化物。
所有催化氧化反应实验均在100 ml烧杯中进行。 首先在室温25℃下向烧杯中加入50ml废水，然后加入5.0mg催化剂分散于50ml、100mg/l亚甲蓝溶液中，磁力搅拌。 搅拌烧杯30分钟，控制磁力搅拌转速为400r/min，保证反应液充分反应，达到吸附脱附平衡； 氧化过程：向烧杯中添加0.5mmol、1.0mmol、1.5mmol、2.0mmol、2.5mmol psm。 在给定的反应时间间隔内，分别在0、10、20、30、40、50和60分钟时取0.4ml反应溶液。 同时向反应液中加入饱和溶液终止反应，用分光光度计在波长664 nm处测定。 亚甲基蓝染料浓度的降解效率。
实验结果表明，随着psm用量的增加，psm催化氧化降解亚甲基蓝的速率显着增加。 反应前30分钟后，当psm的用量从0.5mmol增加到2.5mmol时，亚甲基蓝染料的降解率从80.5%增加到95.3%。
实施例3
如图1所示，多相催化剂的制备方法包括以下步骤：
第一步采用水热合成制备的前驱体：将0.119g cocl2▪6h2o、0.877g (nh4)▪4h2o和0.3003g co(nh2)2混合，加入36ml去离子水溶解搅拌，将所得混合物放入反应釜中进行水热反应，水热反应温度为140℃，反应时间为18h。
第二步，通过煅烧制备复合材料：将水热反应后得到的产物通过过滤直径为40微米的滤纸过滤。 滤渣用去离子水洗涤，然后用乙醇洗涤直至无色。 将获得的无色产物保持在70℃。 干燥18小时。 将干燥后的产物在480℃下煅烧5小时。 升温速率控制在1℃/min。 最终得到多相催化剂钴钼氧化物。
所有催化氧化反应实验均在100ml烧杯中进行。 首先在室温25℃的烧杯中加入50ml废水，分别加入0.01g、0.05g、2.00g、3.00g催化剂分散于50ml、100mg/l亚甲基蓝溶液中，搅拌用磁力搅拌器搅拌30分钟。 磁力搅拌速度控制在400r/min，保证反应液充分反应，达到吸附-脱附平衡； 氧化过程：向烧杯中加入2.0mmol，psm，在给定的反应时间间隔内，分别在0、10、20、30、40、50、60分钟时取0.4ml反应液。 同时向反应液中加入饱和溶液终止反应。 使用分光光度计在 664 nm 波长处测量亚甲基蓝染料的浓度。 降解效率。
实验结果表明：当催化剂用量为0.01g时，反应60分钟后，psm催化亚甲基蓝氧化降解率达到95.3%； 当催化剂用量为2.00g时，反应25分钟后PSM催化亚甲基蓝氧化降解率达到95.3％。 亚甲基蓝的氧化降解率达到100%。
以上参照附图对本发明的实施例进行了详细描述。 然而，本发明不限于上述实施例。 在本领域普通技术人员所掌握的知识范围内，可以做出其他修改而不脱离本发明的精神。 各种变化。
技术特点：
技术总结
本发明公开了一种非均相催化剂的制备方法及其在降解染料废水中的应用。 首先将CoCl2·6H2O、(NH4)·4H2O和CO(NH2)2混合，加入去离子水溶解并搅拌。 将所得混合物放入反应釜中进行水热反应。 过滤反应产物并用去离子水和乙醇洗涤直至无色。 将得到的无色产物干燥并高温煅烧，最终得到钴钼氧化物。 该工艺生产的钴钼氧化物在高级氧化过程中具有显着的催化效果。 催化降解有机染料废水时，经过催化氧化，有机染料被分解成不污染环境的物质。 作为一种新型多相催化剂，对废水中有机染料的处理效果显着。
技术研发人员：吴云海； 陶晓明; 张兵
受保护技术使用者：河海大学
技术研发日：2017.09.06
技术公告日期：2018.01.26