專利名稱：一種催化劑及其制備工藝以及用于處理污水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于氧化降解水中有機(jī)污染物的催化劑體系，特別是一種催化劑及 其制備工藝以及用于處理污水的方法
背景技術(shù)：
水中有機(jī)污染物是當(dāng)前國(guó)際上最受關(guān)注的污染物，這些化學(xué)物質(zhì)大多屬于難降 解的持久性化合物，其凈化處理采用生物氧化往往難以奏效。目前的發(fā)展趨勢(shì)是應(yīng) 用髙級(jí)化學(xué)氧化法加以降解，即利用現(xiàn)代的物理化學(xué)催化氧化技術(shù)強(qiáng)化有機(jī)物的降
解過程，達(dá)到凈化除毒的效果。其作用機(jī)理是利用羥基自由基(HO)的氧化作用， 使水中有機(jī)污染物降解。
近年來，不少研究表明，過氧釩有機(jī)配合物作為催化劑對(duì)于多種類型的有機(jī)物都 顯示出類酶作用.即在常溫常壓下，在水及有機(jī)溶劑中均具有較強(qiáng)的氧化催化作用.其 作用機(jī)理也是利用產(chǎn)生羥基自由基的過程.我們?cè)铣扇舾煞N不同結(jié)構(gòu)的過氧釩有 機(jī)配合物，并用于催化降解水中有機(jī)污染物，取得良好效果.盡管如此，由于過氧釩有 機(jī)配合物在水中良好的溶解性，使得難以回收重復(fù)使用，不僅增加成本，更會(huì)產(chǎn)生新的 污染物.我們也曾嘗試用吸附負(fù)載型催化劑，但其催化效果和穩(wěn)定性均不理想.
與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)。
由于采用了將過氧釩有機(jī)配合物"錨接"在不溶的固體表面的技術(shù)，因而可以獲 得催化性能，催化穩(wěn)定性以及容易回收等方面都使人滿意的催化劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明其目的就在于提供一種催化劑及其制備工藝以及用于處理污水的方法， 將過氧釩有機(jī)配合物"錨接"在不溶的固體表面，可以獲得催化性能，催化穩(wěn)定性以及 容易回收等方面都使人滿意的催化劑. 具體的實(shí)施方式
催化劑，其催化活性點(diǎn)被"錨接"于不溶性的固體物表面上，包含
1) 一種包含至少一個(gè)N原子作配位點(diǎn)的三齒配體配位的釩的過氧化物；
2) 利用一種含氨基的有機(jī)硅偶聯(lián)劑；
3) 用顆?；蚍勰┑亩趸杌蛄畠r(jià)的沙子作為錨鏈結(jié)構(gòu)的固著表面。 催化劑適用于含有機(jī)物的污水的處理，有機(jī)物包括染料、酚類。
制備工藝，將二氧化硅或天然的沙子用含氨基的有機(jī)硅偶聯(lián)劑處理，測(cè)定所導(dǎo)上 的氨基數(shù)，根據(jù)氨基數(shù)，按2倍摩爾的比例加入氯乙醇和KOH，反應(yīng)溫度為0'C-100'C 、，時(shí)間lhr-48hr，由這些步驟產(chǎn)生的中間產(chǎn)物是一種被錨連在載體上的過氧釩的配體, 將這種配體與V205及KOIL反應(yīng)后，再加入11202，攪拌片刻即獲得可用于催化水 中有機(jī)污染物的氧化降解的催化劑。
催化反應(yīng)在10-40'C范圍和常壓下可順利進(jìn)行。
催化劑催化活性點(diǎn)處于載體表面，又可在一定范圍內(nèi)"游動(dòng)"，不僅可提髙催 化劑的有效濃度，而且可提高催化劑對(duì)于水中有機(jī)物的親和力，使水中有機(jī)污染物得 以"富集"在催化劑周圍。
催化劑處理污水的方法，
1) 將催化劑加入污水中，同時(shí)加入雙氧水，在室溫下攪拌反應(yīng)0.5-56hr,即可 過濾排放，過濾留下的催化劑繼續(xù)使用；
2) 將催化劑填滿層析柱，使污水及雙氧水按一定比例混合后，以一定的流速流 經(jīng)該柱，流出的污水即可排放。
通過以下的實(shí)施例將有助進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不能限制本發(fā)明的內(nèi)容。 實(shí)施例l
將95%乙醇攪拌下加入Y -氨丙基三乙氧基硅烷使?jié)舛冗_(dá)1%,攪拌水解5分鐘 后，取2200ml，在其中加入1000g沙子攪拌2-5分鐘，靜置，過濾，用乙醇漂洗2次，晾干 后，移入110"烘箱中烘20分鐘.得中間產(chǎn)物A.
將A全部加入1000ml的0.2molNaOH溶液中，加入15ml氯乙醇于冰浴下反應(yīng) 48hr左右，過濾，水洗2次，烘干.即得中間產(chǎn)物B.
稱取V20518.2g和KOH5.6g，溶于1000ml水中，再加入上步生成的B，攪拌約30 分鐘，然后加入30%的H2O220ml，攪拌反應(yīng)3hr.冷藏過夜，得紅褐色物質(zhì)，過濾，用水洗 滌2次，晾干，即得催化劑. 實(shí)施例2
取Y-氨丙基三乙氧基硅烷10克加入1000毫升水中，攪拌3分鐘后，將玻璃纖維 200g浸入此溶液，片刻后，撈出，濾干，用水漂洗2次，晾干后，放入烘箱110'C30分鐘.得 中間產(chǎn)物C。
將B加入500ml的0.2mol NaOH溶液中，加入10ml氯乙醇于冰浴下反應(yīng)48hr， 過濾，水洗2次，烘干，得中間產(chǎn)物D。
稱取V20512g和KOH4g，溶于500ml水中，再加入上步生成的D，攪拌約30分鐘， 然后加入30%的11202201111，攪拌反應(yīng)3hr.冷藏過夜，得紅褐色物質(zhì)，過濾，用水洗滌2 次，晾干，即得催化抓
權(quán)利要求
1、一種催化劑，其特征在于，其催化活性點(diǎn)被″錨接″于不溶性的固體物表面上，包含1)一種包含至少一個(gè)N原子作配位點(diǎn)的三齒配體配位的釩的過氧化物；2)利用一種含氨基的有機(jī)硅偶聯(lián)劑；3)用顆?；蚍勰┑亩趸杌蛄畠r(jià)的沙子作為錨鏈結(jié)構(gòu)的固著表面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種催化劑，其特征在于，催化劑適用于含有機(jī) 物的污水的處理，有機(jī)物包括染料、酚類。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種催化劑制備工藝，其特征在于，將二氧化硅 或天然的沙子用含氨基的有機(jī)硅偶聯(lián)劑處理，測(cè)定所導(dǎo)上的氨基數(shù)，根據(jù)氨基數(shù)， 按2倍摩爾的比例加入氯乙醇和K0H，反應(yīng)溫度為0'C-100*€、，時(shí)間lhr-48hr，由 這些步驟產(chǎn)生的中間產(chǎn)物是一種被錨連在載體上的過氧釩的配體，將這種配體與 VA及KOH.反應(yīng)后，再加入HA，攪拌片刻即獲得可用于催化水中有機(jī)污染物的氧 化降解的催化劑。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種催化劑制備工藝，其特征在于，催化反應(yīng)在 10-40C范圍和常壓下可順利進(jìn)行。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種催化劑制備工藝，其特征在于，催化劑催化活 性點(diǎn)處于載體表面，又可在一定范圍內(nèi)"游動(dòng)"，不僅可提髙催化劑的有效濃度， 而且可提髙催化劑對(duì)于水中有機(jī)物的親和力，使水中有機(jī)污染物得以"富集"在催 化劑周圍。
6 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種催化劑處理污水的方法，其特征在于，1) 將催化劑加入污水中，同時(shí)加入雙氧水，在室溫下攪拌反應(yīng)0. 5-56hr，即 可過濾排放，過濾留下的催化劑繼續(xù)使用；2) 將催化劑填滿層析柱，使污水及雙氧水按一定比例混合后，以一定的流速 流經(jīng)該柱，流出的污水即可排放。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種催化劑及其制備工藝以及用于處理污水的方法，其催化活性點(diǎn)被″錨接″于不溶性的固體物表面上，包含一種包含至少一個(gè)N原子作配位點(diǎn)的三齒配體配位的釩的過氧化物；利用一種含氨基的有機(jī)硅偶聯(lián)劑；用顆?；蚍勰┑亩趸杌蛄畠r(jià)的沙子作為錨鏈結(jié)構(gòu)的固著表面；制備工藝包括將二氧化硅或天然的沙子用含氨基的有機(jī)硅偶聯(lián)劑處理；處理污水的方法，將催化劑加入污水中，同時(shí)加入雙氧水，在室溫下攪拌反應(yīng)0.5-56hr，即可過濾排放，過濾留下的催化劑繼續(xù)使用；將催化劑填滿層析柱，使污水及雙氧水按一定比例混合后，以一定的流速流經(jīng)該柱，流出的污水即可排放。具有穩(wěn)定性好以及容易回收的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F101/30GK101543790SQ20091011525
公開日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者吳海英, 陶春元 申請(qǐng)人:九江學(xué)院