一種用于廢水中亞甲基藍(lán)染料降解的催化劑組合物及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無機(jī)功能材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種廢水中亞甲基藍(lán)染料降解的催 化劑組合物，尤其涉及一種用于廢水中亞甲基藍(lán)染料降解的三元復(fù)合氧化物Ag 2Sb2Mo〇7催 化劑及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前有機(jī)染料廢水已經(jīng)成為主要的水體污染源之一。該廢水具有水量大、濃度高、 成分復(fù)雜、色度深和難降解等特點(diǎn)。大多數(shù)染料還具有毒性、致癌性、致畸和致突變的作用。 亞甲基藍(lán)是一種重要的有機(jī)化學(xué)合成陽離子染料，工業(yè)應(yīng)用非常廣泛。例如，可應(yīng)用于麻、 蠶絲織物、紙張的染色及竹、木的著色，應(yīng)用于生物、細(xì)菌組織的染色以及應(yīng)用于制造墨水 和色淀等。亞甲基藍(lán)在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用也將導(dǎo)致含亞甲基藍(lán)染料廢水對水體的嚴(yán)重污 染。目前有機(jī)染料廢水的處理方法主要有生物法、混凝法、高級氧化技術(shù)、光催化法、吸附法 及膜分離法等。生物法受pH值、溫度、鹽份和染料種類等因素的影響，使得生物法處理的效 果不夠理想?；炷ǖ倪\(yùn)行費(fèi)用較高，泥渣量大而且脫水困難，適用的pH值范圍窄。高級氧 化技術(shù)成本高，常用氧化劑也會表現(xiàn)出氧化能力不強(qiáng)、存在選擇性氧化等缺點(diǎn)，而且處理過 程中容易引入雜質(zhì)造成二次污染。光催化法需要光源照射體系，在實(shí)際應(yīng)用中受天氣影響 大。吸附法易受水中的懸浮物和油脂等影響，而且吸附劑用量大和費(fèi)用高。膜分離法分為電 滲析法、反滲透法、納濾法和超濾法等，其中電滲析法、反滲透法、納濾法的優(yōu)點(diǎn)是染料去除 率高，能回收廢水中的染料，工藝簡單，但是所用膜的成本較高，操作壓力較大，造成膜法的 能耗偏高，影響了其工業(yè)化應(yīng)用。傳統(tǒng)的超濾法由于膜孔徑較大，難以去除低分子量的有機(jī) 污染物。因此，開發(fā)一種簡單而且高效處理亞甲基藍(lán)染料廢水的催化劑具有重要的意義。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)公開了一項(xiàng)申請?zhí)枮?01210145478.4的專利申請"雙層催化劑及其制備 以及該催化劑在制備均酐中的應(yīng)用"含有有效量活性組份V 205、Ti〇2、P2〇5、Na2〇、Mo03、Sb2〇3、 其它金屬的化合物及須晶分別經(jīng)稱量、配液、配噴涂漿液、噴涂在載體上、焙燒、冷卻等工藝 步驟制成催化劑E、G，將催化劑G、E分別置于原料混合氣入口端及反應(yīng)氣出口端，在低空速、 較低溫度等條件下制備均酐，但是該催化劑組分繁多，制備工藝復(fù)雜，且制得的催化劑需在 溫度為400~430°C條件下使用，能耗高。本專利申請發(fā)明人在此之前公開了幾項(xiàng)與本專利 申請相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，例如，申請?zhí)枮?01310014950.5的專利申請"一種處理亞甲基藍(lán)染料 廢水的催化劑組合物的制備方法"和申請?zhí)枮?01210474494.8的專利"一種用于處理亞甲 基藍(lán)染料廢水的催化劑組合物及其制備方法和應(yīng)用"，這兩項(xiàng)申請分別采用通式為K 20 · 〇2〇3 · χΜο〇3(χ=1~8)和Na2〇 · 〇2〇3 · χΜο〇3(χ = 1~8)的三元復(fù)合氧化物作為催化劑降 解亞甲基藍(lán)染料廢水，但二者降解時間均較長，需60min以上，因此，仍有待開發(fā)出一種新型 復(fù)合氧化物，在保證上述染料降解率的同時，大幅度縮短降解時間，提高降解效率。而本發(fā) 明專利申請也正是發(fā)明人基于前述工作的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究所作出的成果，開發(fā)出了另一 種新型高效的用于廢水中亞甲基藍(lán)染料降解的三元復(fù)合氧化物催化劑Ag 2Sb2M〇07。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，
[0005] 提供一種簡單有效的用于廢水中亞甲基藍(lán)染料降解的催化劑組合物及其制備方 法和應(yīng)用。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過大量試驗(yàn)研究后獲得了如下技術(shù)方案：
[0007] 本發(fā)明所述的一種用于廢水中亞甲基藍(lán)染料降解的催化劑組合物，是一種復(fù)合氧 化物，所述復(fù)合氧化物的通式為Ag2Sb 2Mo〇7。
[0008] 上述所述的用于廢水中亞甲基藍(lán)染料降解的催化劑組合物的制備方法，所述方法 包括如下步驟：
[0009] (1)將銀鹽、銻化合物、鉬鹽和檸檬酸依次加入水中，攪拌溶解，所述銀鹽中的銀、 銻化合物中的銻、鉬鹽中的鉬和檸檬酸的摩爾比為2:2:1:5~20。
[0010] (2)加入乙二醇，乙二醇加入量為檸檬酸摩爾數(shù)的3倍，攪拌lOmin后，加熱到100°C ~130°C，繼續(xù)攪拌形成凝膠；
[0011] (3)將凝膠在500°C~1000°C下煅燒4~15小時，得到三元復(fù)合氧化物Ag2Sb 2Mo〇7。
[0012] 進(jìn)一步地，上述技術(shù)方案中所述的用于廢水中亞甲基藍(lán)染料降解的催化劑組合物 的制備方法，其中步驟(3)中所述的煅燒溫度為600°C~900°C，煅燒時間為7小時。
[0013] 進(jìn)一步地，上述技術(shù)方案中所述的用于廢水中亞甲基藍(lán)染料降解的催化劑組合物 的制備方法，其中步驟（1)中所述銀鹽中的銀、銻化合物中的銻、鉬鹽中的鉬和檸檬酸的摩 爾比為 2:2:1:11.0。
[0014]進(jìn)一步地，上述技術(shù)方案中所述的用于廢水中亞甲基藍(lán)染料降解的催化劑組合物 的制備方法，其中步驟(1)中所述的銀鹽選自硝酸銀。
[0015] 進(jìn)一步地，上述技術(shù)方案中所述的用于所述廢水中亞甲基藍(lán)染料降解的催化劑組 合物的制備方法，步驟(1)中所述的鉬鹽為鉬酸銨。
[0016] 進(jìn)一步地，上述技術(shù)方案中所述的用于廢水中亞甲基藍(lán)染料降解的催化劑組合物 的制備方法，步驟(1)中所述的銻化合物為三氧化二銻和/或氯化銻。
[0017] 根據(jù)上述催化劑組合物降解廢水中亞甲基藍(lán)染料的方法，包括將所述催化劑組合 物懸濁于亞甲基藍(lán)染料廢水中進(jìn)行處理。
[0018] 所述廢水中亞甲基藍(lán)染料降解的方法，優(yōu)選按0.5~4. Og/L廢水的比例加入所述 復(fù)合氧化物Ag2Sb2Mo〇7，在攪拌下處理5~30分鐘。
[0019] 本發(fā)明的三元復(fù)合氧化物Ag2Sb2Mo〇7催化劑應(yīng)用于亞甲基藍(lán)廢水的處理方法是： 以三元復(fù)合氧化物Ag2Sb2Mo〇7為催化劑，降解反應(yīng)條件為:亞甲基藍(lán)濃度在lmg/L~90mg/L 范圍，處理每升亞甲基藍(lán)廢水的催化劑用量為0.5~4g，溶液體系處于常溫常壓。當(dāng)亞甲基 藍(lán)溶液體積為40mL，濃度為10mg/L時，在攪拌下加入催化劑0.10g，催化降解10分鐘，亞甲基 藍(lán)的降解率達(dá)到90 %以上。殘余溶液顏色為無色。將殘余溶液替換為新的亞甲基藍(lán)溶液后 再進(jìn)行催化劑再循環(huán)使用。結(jié)果表明，催化劑在第二次循環(huán)、第三次循環(huán)使用中的亞甲基藍(lán) 染料的降解率都達(dá)到90.0 %以上。
[0020] 本發(fā)明在常溫常壓下，無需氧化劑，也無需光照射下能有效處理亞甲基藍(lán)染料廢 水。具有催化降解效率高，工藝流程簡單，無二次污染產(chǎn)生，并且運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，有很高 的實(shí)際應(yīng)用價值。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明涉及廢水中亞甲基藍(lán)染料降解的方法具有如下顯著的優(yōu) 點(diǎn)和顯著的進(jìn)步：
[0022] (1)本發(fā)明的催化劑制備方法簡單。
[0023] (2)本發(fā)明的催化劑活性高，能在較短的時間內(nèi)快速而且高效降解污染物。
[0024] (3)本發(fā)明的廢水處理方法在常溫常壓下即可進(jìn)行，工藝流程簡單和成本低。
[0025] (4)本發(fā)明的廢水處理方法無需使用氧化劑，也不需要采用任何光源照射降解體 系。
[0026] (5)本發(fā)明的催化劑可重復(fù)使用多次。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下通過實(shí)施例形式對本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不應(yīng)將此理 解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均 屬于本發(fā)明的范圍。
[0028] 實(shí)施例1
[0029] 將2 · 02g硝酸銀（1 · 19 X 10-2mol)、1 · 06g四水合鉬酸銨（8 · 58 X