專利名稱：一種用于處理印染廢水中偶氮染料的催化劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及催化劑的制備方法，具體地說(shuō)是一種用于處理印染廢水中偶氮染料的催化劑及制備方法，屬于印染廢水處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，常用的偶氮染料廢水處理方法有吸附法、磁分離法、膜分離法、混凝法、生物法等。吸附法是將多孔的無(wú)機(jī)吸附劑粉末或顆粒與廢水混合，使廢水的污染物質(zhì)被吸附到吸附劑上，達(dá)到去除的目的，但該方法很容易飽和；磁分離法是將水體中的微粒先行磁化再分離，具有過(guò)濾快、占地少的特點(diǎn)，但去除率不高；膜分離法是施加一定的壓力為推動(dòng)力在半透膜上實(shí)現(xiàn)水與染料的分離，脫色率一般在70% 83%，COD去除率在60% 80% ；混凝法也是處理偶氮染料廢水行之有效的方法之一，但采用常規(guī)絮凝劑處理成分復(fù)雜的染料廢水，對(duì)其中的親水性染料如直接染料、酸性染料和陽(yáng)離子染料等的去除效果并不理想；生物處理法對(duì)偶氮染料廢水COD以及色度的去除率較低，或在處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生具有致癌作用的芳香胺等中間產(chǎn)物。近年來(lái)研究較多的是光催化技術(shù)處理偶氮染料廢水，該催化氧化法雖然分解有機(jī)物較徹底，無(wú)二次污染，氧化設(shè)備簡(jiǎn)單，但在投入實(shí)際應(yīng)用還存在一些問(wèn)題。比如可見(jiàn)光利用率低，該技術(shù)大多采用高壓汞燈、黑光燈、紫外線殺菌燈等為光源，能量消耗巨大，而且光催化時(shí)間較長(zhǎng)，極大的阻礙了光催化技術(shù)的普及和推廣；分離回收困難，目前所采用的光催化技術(shù)多為懸浮相體系，雖然光解效率高，但因TiO2粉末達(dá)納米級(jí)，顆粒細(xì)小，易流失、且容易發(fā)生團(tuán)聚，回收很困難，難以在實(shí)際中應(yīng)用。且反應(yīng)速率較慢，去除率不高；針對(duì)這一系列缺點(diǎn)，又有人提出采用光催化氧化技術(shù)加催化劑的方法來(lái)處理廢水，并取得了很好的效果，例如公開(kāi)號(hào)為CN1084496、名稱為“含高濃度有機(jī)物及氨工業(yè)污水濕式氧化凈化催化劑”專利所述的方法是在T^2載體中添加稀土氧化物，使其貴金屬用量大大減少，但壽命較短，且在高溫、高壓、酸、堿環(huán)境下容易溶出，不能滿足工業(yè)規(guī)模處理的要求；公開(kāi)號(hào)為 CN1368479、名稱為“一種處理工業(yè)廢水的非貴金屬催化劑及其制法”專利所述的方法是非貴金屬催化劑，主要成分是氧化鉍，是一種粉末狀催化劑，其活性不高，不利于工業(yè)推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的用于處理印染廢水中偶氮染料的催化劑存在高溫、高壓、酸、堿環(huán)境下容易溶出，導(dǎo)致催化劑壽命短等問(wèn)題而設(shè)計(jì)研制的蜂窩狀固體催化劑。本發(fā)明在于提供一種使用方便、無(wú)二次污染、高效率的蜂窩狀固體催化劑及其制備方法，該催化劑能大大提高印染廢水中偶氮染料催化降解的速率，且不產(chǎn)生二次污染，是一種性能優(yōu)良的催化劑。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種用于處理印染廢水中偶氮染料的催化劑及制備方法，其特征在于由以下質(zhì)量百分比的原料制備而成活性金屬組分 7% 18%稀土金屬氧化物 5% 15%
增塑劑 10% 20%有機(jī)發(fā)泡劑 2% 10%
固化劑 40% 70%。優(yōu)選，一種用于處理印染廢水中偶氮染料的催化劑及制備方法，其特征在于由以下質(zhì)量百分比的原料制備而成
活性金屬組分 10% 17%稀土金屬氧化物 7% 10%
增塑劑 13% 18%有機(jī)發(fā)泡劑 3% 7%
固化劑 55% 68%。更優(yōu)選，一種用于處理印染廢水中偶氮染料的催化劑及制備方法，其特征在于由以下質(zhì)量百分比的原料制備而成
活性金屬組分 11.5%稀土金屬氧化物 8%
增塑劑 16%有機(jī)發(fā)泡劑 4%
固化劑 60.5%。所述的活性金屬組分是鈀、銻、鈮、鉭、鎳、銅、鉍中的兩或多種。所述的稀土氧化物是氧化鈰、氧化鐠、氧化銣、氧化鑭、氧化釹、氧化鉺中的兩種或多種。所述的增塑劑是己二酸二辛酯(D0A)、葵二酸二辛酯(DOS)、磷酸三甲苯酯(TCP)、 磷酸甲苯二苯酯(CDP)、氯化石蠟、烷基磺酸酯中的一種或兩種。所述的有機(jī)發(fā)泡劑是偶氮二甲酰胺(AC)、偶氮二異丁腈(ALBN)、二亞硝基五亞甲基四胺(DPT)、4，4’氧代雙苯磺酰胼(0BSH)、對(duì)甲苯磺酰胼(TSH)中的任意一種。所述的固化劑是硅藻土、膨潤(rùn)土、凹凸棒土中的任意一種。一種用于處理印染廢水中偶氮染料的催化劑及制備方法，其包括以下步驟
(1)按配方質(zhì)量百分比稱取適量的固化劑在100 103°C烘干、研碎、過(guò)篩，再加入增塑劑和有機(jī)發(fā)泡劑并混合均勻，在500 800°C下燒結(jié)4 6小時(shí)，得到蜂窩狀固體；
(2)按質(zhì)量百分比稱取一定的稀土氧化物溶于濃度為20% 40%的硝酸溶液中，過(guò)濾，往濾液中加入丁二酮肟和活性金屬組分，制得金屬分散體系；
(3)將所得的蜂窩狀固體在上述分散體系中浸泡5 45分鐘，烘干，即得蜂窩狀固體催化劑。本發(fā)明的有益效果是
(1)該制備方法由于有機(jī)發(fā)泡劑的加入增大了催化劑的比表面積；
(2)該制備方法由于稀土氧化物的加入很大程度上降低了活性金屬組分含量，減少了催化劑的成本，同時(shí)因增塑劑的配比，解決了稀土氧化物中金屬在酸、堿環(huán)境下溶出問(wèn)題， 提高了催化劑的壽命；
(3)該蜂窩狀固體催化劑配合偶氮染料常規(guī)的處理方法使用，其降解效果會(huì)大大增加， 去除率在99. 9%以上。
具體實(shí)施例方式為能進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)例對(duì)上述的技術(shù)方案做進(jìn)一步的闡述和說(shuō)明。
實(shí)例1
按質(zhì)量百分比計(jì)
膨潤(rùn)土70%烷基磺酸酯 10% 偶氮二甲酰胺(AC) 6%
氧化鈰5% 氧化鑭2% 鈮5%鉭 2%
其制備方法如下
按原配方質(zhì)量比稱取各原料，將膨潤(rùn)土在iorc下烘干、研碎、再加入烷基磺酸酯、 偶氮二甲酰胺(AC)，混合均勻，在600°C下燒結(jié)5小時(shí)，得到蜂窩狀固體，將氧化鈰、氧化鑭溶于濃度為30%的硝酸溶液中，過(guò)濾，往濾液中加入丁二酮肟、鈮、鉭，制得金屬分散體系； 將所得的蜂窩狀固體在分散體系中浸泡35分鐘，烘干，即得蜂窩狀固體催化劑。實(shí)例2
按質(zhì)量百分比計(jì) 硅藻土 40%葵二酸二辛酯(DOS) 20%
磷酸三甲苯酯(TCP) 5%偶氮二異丁腈(ALBN) 2%
氧化釹10% 氧化鉺 5% 鎳 11% 銅 % 其制備方法如下
按原配方質(zhì)量比稱取各原料，將硅藻土在102°C下烘干、研碎、再加入葵二酸二辛酯 (DOS),磷酸三甲苯酯(TCP)、偶氮二異丁腈(ALBN)，混合均勻，在585°C下燒結(jié)4小時(shí)，得到蜂窩狀固體，將氧化釹、氧化鉺溶于濃度為38%的硝酸溶液中，過(guò)濾，往濾液中加入丁二酮肟、鎳、銅，制得金屬分散體系；將所得的蜂窩狀固體在分散體系中浸泡觀分鐘，烘干，即得蜂窩狀固體催化劑。實(shí)例3
按質(zhì)量百分比計(jì) 凹凸棒土 65%氯化石蠟5%
磷酸甲苯二苯酯(⑶P) 7%對(duì)甲苯磺酰胼(TSH) 3%
氧化銣 6% 氧化鐠3%鉍 6%銅 5%
其制備方法如下
按原配方質(zhì)量比稱取各原料，將凹凸棒土在103°C下烘干、研碎、再加入氯化石蠟、磷酸甲苯二苯酯(⑶P)、對(duì)甲苯磺酰胼(TSH)，混合均勻，在700°C下燒結(jié)6小時(shí)，得到蜂窩狀固體，將氧化銣、氧化鐠溶于濃度為35%的硝酸溶液中，過(guò)濾，往濾液中加入丁二酮肟、鉍、銅， 制得金屬分散體系；將所得的蜂窩狀固體在分散體系中浸泡40分鐘，烘干，即得蜂窩狀固體催化劑。實(shí)例 4
按質(zhì)量百分比計(jì)
硅藻土 56.4%磷酸甲苯二苯酯(CDP)10%
烷基磺酸酯 8%4，4’氧代雙苯磺酰胼(OBSH) 5%
氧化銣5%氧化鑭 4% 鉭 2.6%鎳 9%
其制備方法如下
按原配方質(zhì)量比稱取各原料，將硅藻土在iorc下烘干、研碎、再加入磷酸甲苯二苯酯 (0^)、烷基磺酸酯、4，4’氧代雙苯磺酰胼(0BSH)、對(duì)甲苯磺酰胼(TSH)，混合均勻，在725°C下燒結(jié)5小時(shí)，得到蜂窩狀固體；將氧化銣、氧化鑭溶于濃度為的硝酸溶液中，過(guò)濾，往濾液中加入丁二酮肟、鉭、鎳，制得金屬分散體系；將所得的蜂窩狀固體在分散體系中浸泡 20分鐘，烘干，即得蜂窩狀固體催化劑。
權(quán)利要求
1.一種用于處理印染廢水中偶氮染料的催化劑及制備方法，其特征在于由以下質(zhì)量百分比的原料制備而成活性金屬組分 7% 18%稀土金屬氧化物 5% 15%增塑劑 10% 20%有機(jī)發(fā)泡劑 2% 10%固化劑 40% 70%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于處理印染廢水中偶氮染料的催化劑及制備方法，其特征在于由以下質(zhì)量百分比的原料制備而成活性金屬組分 10% 17%稀土金屬氧化物 7% 10%增塑劑 13% 18%有機(jī)發(fā)泡劑 3% 7%固化劑 55% 68%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于處理印染廢水中偶氮染料的催化劑及制備方法，其特征在于由以下質(zhì)量百分比的原料制備而成活性金屬組分 11.5%稀土金屬氧化物 8%增塑劑 16%有機(jī)發(fā)泡劑 4%固化劑 60.5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于處理印染廢水中偶氮染料的催化劑及制備方法，其特征在于所述的活性金屬組分是鈀、銻、鈮、鉭、鎳、銅、鉍中的兩種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于處理印染廢水中偶氮染料的催化劑及制備方法，其特征在于所述的稀土氧化物是氧化鈰、氧化鐠、氧化銣、氧化鑭、氧化釹、氧化鉺中的兩種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于處理印染廢水中偶氮染料的催化劑及制備方法， 其特征在于所述的增塑劑是己二酸二辛酯(D0A)、葵二酸二辛酯(DOS)、磷酸三甲苯酯 (TCP)、磷酸甲苯二苯酯(⑶P)、氯化石蠟、烷基磺酸酯中的一種或兩種。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于處理印染廢水中偶氮染料的催化劑及制備方法，其特征在于所述的有機(jī)發(fā)泡劑是偶氮二甲酰胺(AC)、偶氮二異丁腈(ALBN)、二亞硝基五亞甲基四胺(DPT)、4，4’氧代雙苯磺酰胼(0BSH)、對(duì)甲苯磺酰胼(TSH)中的任意一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于處理印染廢水中偶氮染料的催化劑及制備方法，其特征在于所述的固化劑是硅藻土、膨潤(rùn)土、凹凸棒土中的任意一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于處理印染廢水中偶氮染料的催化劑及制備方法，其包括以下步驟(1)按配方質(zhì)量百分比稱取適量的固化劑在100 103°C烘干、研碎、過(guò)篩，再加入增塑劑和有機(jī)發(fā)泡劑并混合均勻，在500 800°C下燒結(jié)4 6小時(shí)，得到蜂窩狀固體；(2)按質(zhì)量百分比稱取一定的稀土氧化物溶于濃度為20% 40%的硝酸溶液中，過(guò)濾，往濾液中加入丁二酮肟和活性金屬組分，制得金屬分散體系；(3)將所得的蜂窩狀固體在上述分散體系中浸泡5 45分鐘，烘干，即得蜂窩狀固體催化劑。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于處理印染廢水中偶氮染料的催化劑及制備方法，本發(fā)明催化劑包括活性金屬組分、稀土金屬氧化物、增塑劑、有機(jī)發(fā)泡劑和固化劑等。其具體制備方法為(1)按配方質(zhì)量百分比稱取適量的固化劑烘干、研碎、過(guò)篩，再加入增塑劑和有機(jī)發(fā)泡劑并混合均勻，在500～800℃下燒結(jié)4～6小時(shí)，得到蜂窩狀固體；(2)稱取一定的稀土氧化物溶于濃度為20％～40％的硝酸溶液中，過(guò)濾，往濾液中加入丁二酮肟和活性金屬組分，制得金屬分散體系；(3)將所得的蜂窩狀固體在上述分散體系中浸泡5～45分鐘，烘干，即得蜂窩狀固體催化劑。該制備方法制得的催化劑具有壽命長(zhǎng)，活性較高，對(duì)印染廢水中偶氮染料催化性能較好等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F1/72GK102463108SQ20111032049
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者范璐璐, 雷思宇, 雷春生 申請(qǐng)人:常州亞環(huán)環(huán)?？萍加邢薰?br>