光催化降解苯酚的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種光催化降解苯酚的方法，屬于廢水處理方法領(lǐng)域。所述的光催化降解苯酚的方法，包括以下步驟：將負(fù)載有TiO2光催化劑的巖棉填充于中間固定有紫外燈管的反應(yīng)器，然后將含苯酚廢水以一定流速?gòu)姆磻?yīng)器底部通入，并用紫外燈照射，同時(shí)加入少量的過(guò)氧化氫以及通入空氣，反應(yīng)器頂部出水即為苯酚降解后的廢水。本發(fā)明所述的光催化降解苯酚的方法，采用負(fù)載有TiO2光催化劑的巖棉作為光催化劑，在紫外燈照射以及通氣和加過(guò)氧化氫的條件下，對(duì)苯酚有較好的光催化降解、吸附等處理效果，經(jīng)過(guò)120min的處理，苯酚基本上被完全降解，本發(fā)明所述的方法，可廣泛應(yīng)用于含苯酚廢水的處理工藝中。
【專(zhuān)利說(shuō)明】光催化降解苯酚的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光催化降解苯酚的方法，屬于廢水處理方法領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]含苯酚的廢水主要來(lái)自焦化廠、石化廠、樹(shù)脂廠、絕緣材料廠、香料廠、塑料廠等。苯酚廢水流入江河，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，對(duì)人們的身體健康形成不容忽視的威脅。苯酚對(duì)人體任何組織都有顯著腐蝕作用，可通過(guò)黏膜、皮膚的接觸、吸入和誤服而侵入人體內(nèi)部。接觸眼后，能引起角膜嚴(yán)重?fù)p害，甚至失明；接觸皮膚后，不引起疼痛，但在暴露部位最初呈現(xiàn)白色，如不迅速?zèng)_洗清除，能引起嚴(yán)重灼傷和全身性中毒；吸入后，可致頭痛、頭暈、乏力，視物模糊，肺水腫等，誤服后，引起消化道灼傷，出現(xiàn)燒灼痛，呼吸氣帶酚氣味，嘔吐物或大便可帶血液，有胃腸穿孔的可能。苯酚為細(xì)膩原漿毒物，它與細(xì)胞原漿中蛋白質(zhì)接觸時(shí)可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成不溶性蛋白質(zhì)，而使細(xì)胞失去活力。苯酚是造紙、煉焦、煉油、塑料、農(nóng)藥、醫(yī)藥合成等行業(yè)生產(chǎn)的原料和中間體。含酚廢水對(duì)人類(lèi)的危害非常嚴(yán)重。苯酚是一種高毒物質(zhì)，主要存在于煉油、煤氣洗滌、煉焦、造紙、合成氨、木材防腐、石油化工、化學(xué)、制藥、油漆、涂料、塑料農(nóng)藥等企業(yè)的生產(chǎn)廢水中。
[0003]常用的生物治理方法有活性污泥法、酶處理技術(shù)和固定化微生物技術(shù)。活性污泥法是常用的除酚方法，但該法同時(shí)也存在運(yùn)行管理要求高、對(duì)毒性承受能力低、不適應(yīng)沖擊負(fù)荷、曝氣池容積負(fù)荷低、污泥產(chǎn)生量大等不足之處。常用的物理處理方法有吸附法、溶劑萃取法、膜萃取技術(shù)和膜蒸餾技術(shù)。吸附法對(duì)高濃度、低濃度含酚廢水都有較好的處理效果，但存在解吸困難、解吸物的利用困難等缺點(diǎn)。
[0004]工業(yè)的發(fā)展使人類(lèi)有限的水資源受到嚴(yán)重的污染，光催化降解技術(shù)為這一問(wèn)題的解決提供了良好的途徑。目前，用于光催化降解環(huán)境污染物的催化劑多為N型半導(dǎo)體材料，其中T12光催化劑因其活性高、穩(wěn)定性好、對(duì)人體無(wú)害而被認(rèn)為是最有前途、最有效的處理手段。粉體打02光催化劑應(yīng)用于實(shí)際污染治理雖已取得了一些成效，但由于T12粉體細(xì)，回收困難，因而成本高，使其實(shí)際應(yīng)用受到限制。近年來(lái)，人們已將研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向T12負(fù)載以取代T12粉體，以解決固液分離問(wèn)題。載體材料的選擇主要從價(jià)廉易得、穩(wěn)定性以及改善催化性能等方面加以考慮，目前常用的載體有玻璃片、石英砂、玻璃纖維、中空玻璃微球等。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在提供一種對(duì)苯酚降解效果好、運(yùn)行簡(jiǎn)單以及成本低的光催化降解苯酚的方法。
[0006]本發(fā)明所述的光催化降解苯酚的方法，包括以下步驟:
將負(fù)載有T12光催化劑的巖棉填充于中間固定有紫外燈管的反應(yīng)器，然后將含苯酚廢水以一定流速?gòu)姆磻?yīng)器底部通入，并用紫外燈照射，同時(shí)加入少量的過(guò)氧化氫以及通入空氣，反應(yīng)器頂部出水即為苯酚降解后的廢水。
[0007]優(yōu)選的，本發(fā)明所述的負(fù)載有T12光催化劑的巖棉的制備方法為以鈦酸四丁酯為原料，己醇為溶劑，二乙醇胺作抑制劑，按照摩爾比為鈦酸四丁酯:己醇:水:二乙醇胺=1:26.5:1:1制成溶膠，然后將一定量的巖棉浸入溶膠中，浙干后100°C烘干，450°C焙燒lh，得到負(fù)載有T12光催化劑的巖棉。
[0008]更優(yōu)選的，本發(fā)明所述的流速為含苯酚廢水通過(guò)反應(yīng)器的時(shí)間為120min。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選的，本發(fā)明所述的紫外燈光照強(qiáng)度為30W/m3。
[0010]本發(fā)明所述的方法中，采用負(fù)載有T12光催化劑的巖棉作為光催化劑，利用溶膠-凝膠法，以巖棉為載體負(fù)載納米T12，采用巖棉為T(mén)12的載體，主要基于以下考慮:(I)巖棉是多孔纖維性物質(zhì)，具有較大比表面積。具有過(guò)濾、吸附性能；(2)巖棉能耐較高溫度，可以在其中負(fù)載納米T12; (3)巖棉為無(wú)機(jī)物，無(wú)二次污染，且價(jià)廉易得、重量輕、使用方便。
[0011]本發(fā)明所述的方法中，巖棉對(duì)苯酚有一定的吸附作用。這是因?yàn)閹r棉是一種多孔物質(zhì)，由于其比表面積大，吸附力強(qiáng)，不僅對(duì)超細(xì)顆粒的T12具有良好的吸附性，能牢固負(fù)載T12，而且可以將水中的苯酚富集在T12粒子周?chē)?，從而有利于光催化降解。流速?duì)降解效果影響明顯，當(dāng)流速較小時(shí)，水力停留時(shí)間較長(zhǎng)，降解率較高；當(dāng)流速較高時(shí)，水力停留時(shí)間較短，降解率相對(duì)偏低，所以流速應(yīng)從降解效果與處理效率兩方面綜合考慮，以含苯酚廢水通過(guò)反應(yīng)器的時(shí)間為120min的流速最適合，對(duì)苯酚的降解率達(dá)99.9%以上。同時(shí)，苯酚的濃度越小，降解效果越好。由于在降解體系中，催化劑的量是一定的，光照強(qiáng)度是固定的，從而在反應(yīng)體系中產(chǎn)生的氧化劑是一定的，當(dāng)濃度較低時(shí)，有充足的氧化劑，反應(yīng)速率較快；當(dāng)濃度較大時(shí)，相對(duì)來(lái)說(shuō)氧化劑不足，從而反應(yīng)速率較慢。另外，試驗(yàn)表明，苯酚在鼓氣泡條件下降解效率高，這是因?yàn)楣獯呋到獾姆磻?yīng)速率隨著電子-空穴對(duì)復(fù)合率的上升而降低，溶液中的O2通過(guò)奪取電子而阻止了電子-空穴的復(fù)合，產(chǎn)生.02_而使反應(yīng)的速率提高，O2經(jīng)一系列反應(yīng)生成H2O2，進(jìn)一步產(chǎn)生促使有機(jī)物降解主要物質(zhì).0H，由此可見(jiàn)體系中加入H2O2應(yīng)有助于苯酚的光降解。
[0012]本發(fā)明所述的光催化降解苯酚的方法，采用負(fù)載有T12光催化劑的巖棉作為光催化劑，在紫外燈照射以及通氣和加過(guò)氧化氫的條件下，對(duì)苯酚有較好的光催化降解、吸附等處理效果，經(jīng)過(guò)120min的處理，苯酚基本上被完全降解，本發(fā)明所述的方法，可廣泛應(yīng)用于含苯酚廢水的處理工藝中。

【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例一:
(O負(fù)載有T12光催化劑的巖棉的制備:以鈦酸四丁酯為原料，己醇為溶劑，二乙醇胺作抑制劑，按照摩爾比為鈦酸四丁酯:己醇:水:二乙醇胺=1:26.5:1:1制成溶膠，然后將一定量的巖棉浸入溶膠中，浙干后100°C烘干，450°C焙燒lh，得到負(fù)載有T12光催化劑的巖棉。
[0014](2)將負(fù)載有T12光催化劑的巖棉填充于中間固定有紫外燈管的反應(yīng)器，然后將含苯酚廢水以一定流速(以含苯酚廢水通過(guò)反應(yīng)器的時(shí)間為120min)從反應(yīng)器底部通入，并用光照強(qiáng)度為30W/m3的紫外燈照射，同時(shí)加入少量的過(guò)氧化氫以及通入空氣，反應(yīng)器頂部出水即為苯酚降解后的廢水。
[0015]實(shí)施例二:處理效果使用本發(fā)明所述的光催化降解苯酚的方法，對(duì)5mg/L的苯酚溶液進(jìn)行降解處理，經(jīng)過(guò)120min的處理，苯酚基本上被完全降解。同時(shí)試驗(yàn)表明，流速對(duì)降解率的影響較大，本試驗(yàn)選擇流速為5mL/min (即含苯酹溶液通過(guò)反應(yīng)器的時(shí)間為120min);初始濃度越小，苯酹的降解效果越好；通入O2和加入適量H2O2均有利于苯酚的降解，且少量的H2O2可使苯酚的降解率大大提高；苯酚在PH=4.5時(shí)降解效果最好。
【權(quán)利要求】
1.光催化降解苯酚的方法，包括以下步驟: 將負(fù)載有T12光催化劑的巖棉填充于中間固定有紫外燈管的反應(yīng)器，然后將含苯酚廢水以一定流速?gòu)姆磻?yīng)器底部通入，并用紫外燈照射，同時(shí)加入少量的過(guò)氧化氫以及通入空氣，反應(yīng)器頂部出水即為苯酚降解后的廢水。
2.如權(quán)利要求1所述的光催化降解苯酚的方法，其特征在于所述的負(fù)載有T12光催化劑的巖棉的制備方法為以鈦酸四丁酯為原料，己醇為溶劑，二乙醇胺作抑制劑，按照摩爾比為鈦酸四丁酯:己醇:水:二乙醇胺=1:26.5:1:1制成溶膠，然后將一定量的巖棉浸入溶膠中，浙干后100°C烘干，450°C焙燒lh，得到負(fù)載有T12光催化劑的巖棉。
3.如權(quán)利要求1所述的光催化降解苯酚的方法，其特征在于所述的流速為含苯酚廢水通過(guò)反應(yīng)器的時(shí)間為120min。
4.如權(quán)利要求1所述的光催化降解苯酚的方法，其特征在于所述的紫外燈光照強(qiáng)度為 30W/m3。
【文檔編號(hào)】C02F1/72GK104326524SQ201410537041
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】陸強(qiáng) 申請(qǐng)人:陜西華陸化工環(huán)保有限公司