一种低热降解催化剂及其制备与使用方法

摘要

本发明公开了一种低热降解催化剂及其制备与使用方法，它的各组分的重量百分比为：Mn3O4 15～35%、CuO 15～35%、NiO 0～35%、Co3O4 15～50%、RuO2 2～4%；它是将金属氧化物按重量百分比混合磨细，在马弗炉高温下处理2小时，再与磨细后的RuO2混合调制，研磨至80目而得到的；使用时按有毒难降解工业废水中有机污染物的浓度，加入有机污染物相同质量或1倍的低热降解催化剂，在30～45oC下，20～30转/分缓慢搅拌2～5h进行有机污染物物理吸附移除，静置30～60h进行化学催化降解反应，最后离心分离低热降解催化剂完成有毒难降解工业废水处理。

权利要求

1. 一种低热降解催化剂，其特征是，它的各组分的重量百分比为：Mn3O4 15～35%、CuO 15～35%、NiO 0～35%不含0点、Co3O4 15～50%、RuO2 2～4%；它是将金属氧化o物Mn3O4、CuO、NiO、Co3O4按重量百分比混合磨细至60目；在马弗炉950～1450 C高温下处理2小时，再与磨细至60目的RuO2混合调制；研磨至80目得到的。

2.一种权利要求1所述的低热降解催化剂的使用方法，其特征是，将其用于处理有毒难降解工业废水。

3.根据权利要求2所述的低热降解催化剂的使用方法，其特征是，它的具体操作步骤为：按有毒难降解工业废水中有机污染物的浓度，加入有机污染物相同质量或1倍的低热o降解催化剂；在30～45C下，20～30转/分缓慢搅拌2～5h进行有机污染物物理吸附移o除；在30～45C下，静置30～60 h进行化学催化降解反应，最后离心分离低热降解催化剂完成有毒难降解工业废水的处理。

4.根据权利要求2或3所述的低热降解催化剂的使用方法，其特征是，所述的有毒难降解工业废水是含有亚甲基蓝、甲基橙、苯胺、硝基苯、氰化钠、氟化钠、磷酸钠、苯酚、苯中的一种或两种以上任意组合的工业废水。

说明书

一种低热降解催化剂及其制备与使用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种催化剂，特别涉及低热降解催化剂及其制备与使用方法。

背景技术

[0002] 随着我国工业的飞速发展，有毒难降解工业废水的排放量剧增，由此而带来的水质污染已成为我国环境污染的一个主要问题。有毒难降解工业废水主要来自于毛纺、制药、印染、油漆、石化及精细化工、食品等多种行业。其特点是成分复杂，含有如硝基苯类、苯胺类、酚类等各种不同的生物毒害物质，COD、色度、盐分和有毒难降解物质含量高，混合废水的BOD5/CODCr很低（＜ 0.2），远小于业界公认的较难生化值0.3和不易生化值0.25。同时，高浓度难降解有机工业废水中污染物分散状态可分为三类：粗分散系、胶态分散系和高分散系。粗分散系颗粒D为0.2～200 um，如涂料、纤维杂质等。胶态分散系颗粒D为1～500 nm，如分散染料、大部分高分子化合物等。高分散系颗粒在0.05～1.5nm，如活性染料、小分子有机物及部分无机物。上述污染物，除高分散系不易形成胶体颗粒外，大部分以胶体状态或悬浮、乳液状态存在于污水中。粗分散系颗粒和胶态分散系颗粒是废水中COD浓度的主要组成部分，占到了废水中COD总浓度的70% ～90%甚至更多，是这类废水难生物降解的重要原因。

[0003] 目前对难生化降解的有机废水一般用二类方法进行处理：一种是采用化学氧化和催化氧化为主的工艺，另一种治理方法是先预处理改变BOD/COD比值，然后再采用生化法处理。

[0004] 化学氧化和催化氧化是处理毒性大、浓度高、难生化降解废水的有效方法，具有处理效率高、占地面积小、无二次污染等优点。而且因为它能大幅提高难降解废水的可生化性，去除污染物的毒性，也被用来作为废水进入生化系统前的高效预处理措施之一。但由于该类工艺需高温、高压来强化处理效果，设备费用大，能耗高，药剂消耗量也较大，目前国外还仅限于小流量高浓度的难生化降解废水处理，其推广应用受到很大限制。生化法由于其经济、高效，一直以来在有机废水的二级和深度处理中占有重要的地位，是废水处理达标排放的重要保障。但因为这类废水系高浓度、有毒、有害、难生化降解的废水，如采用常规的生化法处理，则容易发生污泥自溶，导致生化处理失败。因此，用生化法处理该类废水时应采取适当的预处理措施，以降低废水的毒性和负荷，提高废水的可生化性。因此，这些废水系高浓度、有毒、有害、难生化降解的废水，如采用常规的生化法处理，则容易发生污泥自溶，导致生化处理失败。

[0005] 有毒难降解工业废水的治理将在较长的一段时期内成为我国环境治理的难点和重点，探索经济有效易于工业化处理的新工艺显得尤其重要。充分利用我国天然金属氧化物资源，开发低热降解有机污染物的催化剂并用于有毒难降解工业废水的处理，有利于实现生态效益、社会效益和经济效益三者的统一，对经济与社会可持续发展有重要的应用前景和意义。

发明内容

[0006] 本发明的目的是针对已有技术方案的不足，提供一种低热降解催化剂以及它的制备方法，并利用其处理有毒难降解工业废水，为金属氧化物复合材料的大规模市场推广，扩大环境工程技术中有毒难降解工业废水处理的应用领域。

[0007] 本发明的技术方案是：一种低热降解催化剂，它的各组分的重量百分比为：Mn3O415～35%、CuO 15～35%、NiO 0～35%、Co3O4 15～50%、RuO2 2～4%。

[0008] 一种制备权利要求1所述的低热降解催化剂的方法，依次包括如下步骤：将金属氧化物Mn3O4、CuO、NiO、Co3O4按重量百分比混合磨细至60目；在马弗炉950～1450oC高温下处理2小时，再与磨细至60目的RuO2混合调制；研磨至80目得到低热降解催化剂。

[0009] 一种权利要求1所述的低热降解催化剂的使用方法，用于处理有毒难降解工业废水，其具体步骤是：按有毒难降解工业废水中有机污染物的浓度，加入有机污染物相同质量或1倍的低热降解催化剂；在30～45oC下，20～30转/分缓慢搅拌2～5h进行有机污染物物理吸附移除；在30～45oC下，静置30～60 h进行化学催化降解反应，最后离心分离低热降解催化剂完成有毒难降解工业废水的处理。

[0010] 本发明所述的有毒难降解工业废水是含有亚甲基蓝、甲基橙、苯胺、硝基苯、氰化钠、氟化钠、磷酸钠、苯酚、苯中的一种或两种以上任意组合的工业废水。

[0011] 有益效果：利用热催化效应，即在30～45oC的作用下，低热降解有机污染物的催化剂能有效的生成用于亚甲基蓝、甲基橙、苯胺类、硝基苯类、氰化物、氟化物、磷酸盐、酚类化合物、苯类化合物等高分子降解的自由基，“切断”或氧化高分子链、键和基团。其特点是催化剂制备简单、用量少、成本低、应用方便，满足使用要求。可广泛用于毛纺、制药、印染、油漆、石化及精细化工、食品等多种行业有毒难降解工业废水的处理。

具体实施方式

[0012] 下面结合实施例对本发明做进—步详细说明。

[0013] 低热降解催化剂的制备：根据下表按重量百分比配比取Mn3O4、CuO、NiO、Co3O4金属o氧化物磨细至60目，混合均匀；在马弗炉950～1450C高温下处理2小时，再与磨细至60目的RuO2混合调制；研磨至80目得到低热降解有机污染物的催化剂（编号为1～8）。

[0014] 低热降解有机污染物催化剂制备金属氧化物重量百分比配比表（%）[0015]

[0016] 实施例1：取含亚甲基蓝10 mg/L的有毒难降解工业废水100L，加入亚甲基蓝相同质量，即1000mg的低热降解催化剂1；在30oC下，30转/分缓慢搅拌5h进行有机污染物物理吸附移除；在30oC下，静置60 h进行化学催化降解反应，最后离心分离低热降解催化剂完成有毒难降解工业废水的处理。对亚甲基蓝的去除率为97.67%以上。

[0017] 实施例2：取含甲基橙25 mg/L的有毒难降解工业废水100L，加入甲基橙相同质量，即2500mg的低热降解催化剂2；在45oC下，20转/分缓慢搅拌2h进行有机污染物物理吸附移除；在45oC下，静置60 h进行化学催化降解反应，最后离心分离低热降解催化剂完成有毒难降解工业废水的处理。对甲基橙的去除率为98.46%以上。

[0018] 实施例3：取含苯胺50mg/L的有毒难降解工业废水100L，加入苯胺相同质量1倍，即10000mg的低热降解催化剂3；在40oC下，30转/分缓慢搅拌2h进行有机污染物物理吸附移除；在35oC下，静置40 h进行化学催化降解反应，最后离心分离低热降解催化剂完成有毒难降解工业废水的处理。对苯胺的去除率为87.99%以上。

[0019] 实施例4：取含硝基苯100 mg/L的有毒难降解工业废水100L，加入硝基苯相同质量1倍，即20000mg的低热降解催化剂4；在30oC下，30转/分缓慢搅拌4h进行有机污染物物理吸附移除；在40oC下，静置45 h进行化学催化降解反应，最后离心分离低热降解催化剂完成有毒难降解工业废水的处理。对硝基苯的去除率为89.14%以上。

[0020] 实施例5：取含氰化钠10 mg/L的有毒难降解工业废水200L，加入氰化钠相同质量，即2000mg的低热降解催化剂5；在35oC下，25转/分缓慢搅拌4h进行有机污染物物理吸附移除；在40oC下，静置50 h进行化学催化降解反应，最后离心分离低热降解催化剂完成有毒难降解工业废水的处理。对氰化钠的去除率为90.52%以上。

[0021] 实施例6：取含氟化钠25 mg/L的有毒难降解工业废水200L，加入氟化钠相同质量，即5000mg的低热降解催化剂6；在30oC下，30转/分缓慢搅拌2.5h进行有机污染物物理吸附移除；在45oC下，静置30 h进行化学催化降解反应，最后离心分离低热降解催化剂