一種采用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種活性炭基微波催化劑，在微波輻照下，催化氧化降解廢水的方法。本發(fā)明專利技術(shù)的技術(shù)方案是以活性炭為催化劑，或者在活性炭上負(fù)載一種或多種金屬氧化物為催化劑，然后將這種催化劑放入有機廢水中，采用微波輻照，從而降解有機廢水，本發(fā)明專利技術(shù)的方法還可以通過固載微波催化劑，對廢水進行連續(xù)處理。本發(fā)明專利技術(shù)具有以下優(yōu)點：操作簡單易行，投資和運行成本低，占地面積少，降解徹底，可降解有機廢水的濃度范圍廣，無二次污染，適用于印染、造紙、化工、制藥等行業(yè)中有機廢水的處理。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法。
技術(shù)介紹
·隨著經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)境負(fù)擔(dān)也日益沉重，尤其是水體環(huán)境。環(huán)境污染是對全世界的一個重大挑戰(zhàn)。有機廢水色度深、難生化降解、成分復(fù)雜。這些有機污染物流入水體中，水資源受到嚴(yán)重的污染，且對人體有潛在的危險性。自從1976以來，工業(yè)廢水中的芳香族化合物已經(jīng)出現(xiàn)在EPAs主要污染物清單中。污染物中最重要的子類之一染料廢水已經(jīng)引起了很大的注意。處理各種染料廢水，被認(rèn)為是全世界中控制環(huán)境污染的主要任務(wù)之一。因為大部分的有機化合物通常含有苯環(huán)和萘環(huán)，它們不能輕易地被傳統(tǒng)的生物和化學(xué)方法降解掉。這些化合物被認(rèn)為是有毒污染物，它們對人類的健康有潛在的危險性，在廢水排放之前必須對之進行處理。因此開發(fā)一種高效、經(jīng)濟的廢水處理方法迫在眉捷。目前用于降解有機廢水的方法主要有物理吸附法，生物脫色法，超聲降解法，光催化降解法，微波輔助光催化降解法，微波與無機氧化劑氧化法。生物法，處理時間長，不能完全降解廢水中的污染物，吸附法不能降解污染物，只是將它們的狀態(tài)進行轉(zhuǎn)移，光催化法降解只適合低濃度有機廢水的處理，且處理時間長。超聲降解處理時間長，降解效率低。微波輔助光催化降解法，其實質(zhì)是用微波輔助的方式強化光催化的效果，仍然沒有完全脫離光催化，在一定程度上，可縮短反應(yīng)時間，但不能處理高濃度有機廢水。微波是一種由電場和磁場組成的能量，是一種電磁波，波長在Imm-lOOcm，頻率為300MHz-300GMHz.。近年來，微波輻照在食物消毒，有機合成，分析和萃取及環(huán)境污染的處理中已經(jīng)得到看越來越廣泛的應(yīng)用。微波與無機氧化劑氧化法，對氧化劑的用量很大，造成處理成本高，且氧化劑的利用率低。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的處理時間長，降解效率低，成本高等問題，本專利技術(shù)提出了一種新的降解有機廢水的方法以及一種新的用于降解有機廢水的新的微波催化劑，采用本專利技術(shù)的催化劑和方法，能夠有效的解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，且能夠連續(xù)規(guī)模處理，易于工業(yè)化生產(chǎn)。本專利技術(shù)是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的—種采用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中將活性炭基微波催化劑與有機廢水混合，采用微波對有機廢水進行輻照，所述的活性炭基微波催化劑為活性炭或者負(fù)載有金屬或者金屬氧化物的活性炭。上述的采用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中所述的金屬為鈦、鐵、鈷、鎳、銅、鎂、鑰、鉍、鎢中的一種或多種，所述的金屬氧化物為金屬鈦、鐵、鈷、鎳、銅、鎂、鑰、鉍、鎢的氧化物中的一種或多種。上述的采用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中在活性炭上負(fù)載的金屬或金屬氧化物為活性炭質(zhì)量的I 一 10%。上述的采用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中所述的活性炭經(jīng)過除雜處理。上述的采用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中所述的活性炭除雜處理包括對活性炭進行水洗，煮沸，干燥步驟。上述的采用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中有機廢水為甲基橙廢水，甲基橙廢水的濃度為10-500mg/L。上述的采用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中有機物與微波催化劑的質(zhì)量比為1:2 — 440。 上述的采用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中微波輻照的功率為200-800瓦，微波輻照的時間為2-30分鐘。上述的采用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中將微波催化劑填充在微波反應(yīng)管中組成微波催化反應(yīng)床層，對廢水進行連續(xù)處理。上述的采用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其中微波催化反應(yīng)床層含有至少兩段微波反應(yīng)管。采用本專利技術(shù)的技術(shù)方案，能夠極大的提高降解效率，且處理時間大大縮短，操作簡單易行，投資和運行成本低，占地面積少，降解徹底，可降解有機廢水的濃度范圍廣，能夠連續(xù)規(guī)模處理，易于工業(yè)化生產(chǎn)，無二次污染，適用于印染、造紙、化工、制藥等行業(yè)中有機廢水的處理。具體實施例方式具體實施方式中采用的分析方法為利用紫外分光光度計在270nm處對溶液的吸光度進行測定，由(公式I)可知溶液濃度與吸光度呈正比，因此可得出溶液濃度，并根據(jù)(公式2)計算出溶液降解率。A=CtCL(I)其中，A :吸收度a :摩爾吸光系數(shù)，L g-1 cm-1 ；C :溶液的濃度，g L-1 ；L :吸收層厚度，cm。 (W.7H= (.'0 X100%(2)其中，C0^Ct分別為甲基橙初始溶液濃度及反應(yīng)后的濃度，mg L'本專利技術(shù)具體實施方式中使用的微波催化劑為活性炭、TiO2-AC, CuO/AC。TiO2-AC微波催化劑的制備將一定量的鈦酸丁酯加入到快速攪拌著的無水乙醇中，繼續(xù)攪拌30min，加入一定量的乙酰丙酮，再攪拌30min之后，滴加無水乙醇與去離子水及濃硝酸的混合溶液，滴加之后，低速攪拌2h，加入20g預(yù)處理的活性炭，攪拌2h，在放入超聲清洗器中超聲3h。這時將所得的凝膠靜置24h，80°C干燥20h。450°C煅燒2h。即得所需的負(fù)載型催化劑。CuO/AC催化劑的制備首先將載體顆粒活性炭用去離子水煮沸洗凈，干燥12h ;采用浸潰法將活性炭等體積浸潰在硝酸銅(Cu (N03) 2)溶液，在室溫下靜置12h后干燥；將干燥后的樣品置于馬弗爐內(nèi)焙燒2h，即得實驗所需催化劑(CuO/AC)。實施例1使用的微波催化劑為活性炭量取100mL100mg/L的甲基橙廢水于500mL的錐形瓶中，加入催化劑1. Sg,在微波功率為600W的條件下的催化反應(yīng)6min后，取上清液，用紫外可見光光度計測其吸光度，計算得出其降解率為降解率為87. 5%。實施例2使用的微波催化劑為活性炭量取100mL100mg/L的甲基橙廢水于500mL的錐形瓶中，加入催化劑1. Sg,在微波功率為600W的條件下的催化反應(yīng)Smin后，取上清液，用紫外可見光光度計測其吸光度，計算得出其降解率為降解率為91. 5%。 實施例3使用的微波催化劑為活性炭量取100mL100mg/L的甲基橙廢水于500mL的錐形瓶中，加入催化劑1. 8g，在微波功率為600W的條件下的催化反應(yīng)IOmin后，取上清液，用紫外可見光光度計測其吸光度，計算得出其降解率為降解率為95%。實施例4使用的微波催化劑為活性炭量取100mL100mg/L的甲基橙廢水于500mL的錐形瓶中，加入催化劑1. 8g，在微波功率為600W的條件下的催化反應(yīng)12min后，取上清液，用紫外可見光光度計測其吸光度，計算得出其降解率為降解率為96. 7%。實施例5使用微波催化劑為TiO2-AC :量取100mL100mg/L的甲基橙廢水于500mL的錐形瓶中，加入催化劑1. Sg,在微波功率為600W的條件下的催化反應(yīng)Smin后，取上清液，用紫外可見光光度計測其吸光度，計算得出其降解率為降解率為94. 9%。實施例6使用微波催化劑為TiO2-AC :量取100mL100mg/L的甲基橙廢水于500mL的錐形瓶中，加入催化劑1. 8g，在微波功率為600W的條件下的催化反應(yīng)12min后，取上清液，用紫外可見光光度計測其吸光度，計算得出其降解率為降解率為98. 9%。實施例7使用微波催化劑為TiO2-AC :量取100mL50mg/L的甲基橙廢水于500mL的錐形瓶中，加入催化劑1. 8g，在微波功率為600W的條件下的催化反應(yīng)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種采用活性炭基微波催化劑降解有機廢水的方法，其特征在于將活性炭基微波催化劑與有機廢水混合，采用微波對有機廢水進行輻照，所述的活性炭基微波催化劑為活性炭或者負(fù)載有金屬或者金屬氧化物的活性炭。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周繼承，蔣尊芳，高令飛，諶敏飛，
申請(專利權(quán))人：湘潭大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：