一種磁性oms-2催化劑及其降解有機(jī)污染物的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磁性O(shè)MS-2催化劑的制備及其降解有機(jī)污染物的應(yīng)用。該磁性O(shè)MS-2催化劑以納米四氧化三鐵為載體，以氧化錳八面體分子篩OMS-2為活性組分制備獲得。所述制備的磁性催化劑作用于過硫酸鹽產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的硫酸自由基作為活性物質(zhì)，氧化脫色降解有機(jī)污染物，反應(yīng)后催化劑可回收再利用。本發(fā)明的催化劑制備方法簡單，得到的磁性O(shè)MS-2催化劑可以在常溫下持續(xù)多次高效地催化活化過硫酸鹽降解有機(jī)廢水，反應(yīng)后可被回收并重復(fù)使用，可最大限度的降低工業(yè)成本，在難降解有機(jī)廢水治理領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用前景。
【專利說明】-種磁性O(shè)MS-2催化劑及其降解有機(jī)污染物的應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)廢水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種磁性0MS-2催化劑及其降解有 機(jī)污染物的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)境水資源的保護(hù)是當(dāng)前全球關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)，隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高濃 度的有機(jī)廢水對(duì)我們寶貴的水資源造成了威脅。高級(jí)氧化技術(shù)是近年來備受人們關(guān)注的印 染廢水處理技術(shù)，因其可W在反應(yīng)過程中產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的輕基自由基（? 0H)，? 0H與 各種有機(jī)污染物發(fā)生氧化反應(yīng)，直至將其降解為無害物或易于生物降解的中間產(chǎn)物。近年 來，基于硫酸根自由基（S〇4^，）的高級(jí)氧化法降解廢水中難降解有機(jī)物的研究開始發(fā)展起 來。過硫酸鹽因其氧化性強(qiáng)、室溫下穩(wěn)定性高、水溶性好等優(yōu)點(diǎn)得到了很大關(guān)注。
[0003] 活化過硫酸鹽的方法有很多種，包括高溫?zé)峤?、過渡金屬離子、光福射、零價(jià)鐵、活 性炭、微波等方法，如發(fā)明專利CN102531144A利用過氧化氨和過硫酸軸在降解有機(jī)污染物 的過程中的協(xié)同作用來有效處理難生化的有機(jī)廢水，專利CN102583692B利用非均相銅氧 化物催化過硫酸鹽產(chǎn)生硫酸自由基來處理水中的有機(jī)污染物，而專利CN102247891A則是 將二價(jià)猛離子與絡(luò)合劑復(fù)合負(fù)載在活性炭上，催化過硫酸鹽產(chǎn)生高活性五價(jià)猛用于水處 理。發(fā)明專利"一種0MS-2活化過硫酸鹽降解有機(jī)廢水的方法"（CN201410242408.幻，則 是利用0MS-2具有混合價(jià)態(tài)的猛離子（Mn"、Mn 3+和Mn4+)和大量敞開的層間和孔道特殊結(jié) 構(gòu)，W及其具有的陽離子交換性、分子吸附性、氧化還原性等，用于活化過硫酸鹽降解有機(jī) 廢水。盡管0MS-2能夠高效活化過硫酸鹽降解有機(jī)污染物，但仍然存在難W回收的缺陷。
[0004] 磁性材料由于易分離回收的特性，在廢水處理領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。四 氧化H鐵納米顆粒在外加磁場中能夠被磁化，撤去外加磁場后磁性消失，多數(shù)研究 將目標(biāo)材料固載到磁性四氧化H鐵納米顆粒上，制備磁性材料?；痑ng等（化em. Commun.，2011，47, 1890-1892)采用共沉淀法將納米化3〇4沉積在OMS-2納米線表面，使得 0MS-2既具有磁性又保持吸附性能。雖然該種磁性0MS-2具有吸附性能，但催化劑制備條件 苛刻，過程復(fù)雜，而且由于表面的四氧化H鐵容易氧化而導(dǎo)致磁性降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是，提供一種磁性0MS-2催化劑及其在降解有機(jī)廢水污染物中的應(yīng) 用。旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中0MS-2催化劑活化過硫酸鹽降解有機(jī)污染物的過程中催化劑難W 回收的技術(shù)問題。
[0006] 本發(fā)明為解決上述問題所采用的技術(shù)方案如下：
[0007] -種磁性0MS-2催化劑，該催化劑通過如下方法制備獲得：
[0008] 步驟1，分別稱量高猛酸鐘、醋酸猛和納米四氧化H鐵，混合后充分研磨；
[0009] 步驟2,將上述研磨后的混合物于6(TC?12(TC、密封條件干燥處理0. 5?化；
[0010] 步驟3,將前述處理后的混合物水洗多次，于60?12CTC條件下干燥1?化并研 磨，制備獲得所述磁性O(shè)MS-2催化劑。
[0011] 優(yōu)選地，所述步驟1中高猛酸鐘與醋酸猛的摩爾比為0. 3?1. 4。
[0012] 優(yōu)選地，所述步驟1中猛與鐵的摩爾比為0. 5?2. 4。
[0013] 優(yōu)選地，所述步驟1中的納米四氧化鐵可采用沉淀法、水熱法、回流法、溶膠-凝膠 法或熱分解法制備得到。
[0014] 優(yōu)選地，所述步驟3還包括；將研磨后的混合物過200目分子篩，制備獲得所述磁 性0MS-2催化劑。
[0015] 本發(fā)明還公開了所述磁性0MS-2催化劑在降解有機(jī)廢水污染物中的應(yīng)用。
[0016] 優(yōu)選地，所述回收后的磁性0MS-2催化劑可W再次作為催化劑應(yīng)用于有機(jī)廢水污 染物的降解。
[0017] 本發(fā)明還提供了所述磁性0MS-2催化劑降解有機(jī)廢水污染物的方法，具體包括如 下步驟：
[001引 （1)向有機(jī)廢水中加入20?lOOOmg/L過硫酸鹽及磁性0MS-2催化劑20? lOOOmg/l，常溫?cái)埌璺胖?，?duì)所述有機(jī)廢水進(jìn)行降解；
[0019] (2)對(duì)有機(jī)廢水降解后，利用磁鐵將廢水中的磁性0MS-2催化劑進(jìn)行回收。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
[0021] 1、本發(fā)明的磁性0MS-2催化劑制備方法簡單、操作溫和，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0022] 2、本發(fā)明制備的磁性0MS-2催化劑磁性強(qiáng)，便于回收，重復(fù)利用，節(jié)約成本。
[0023] 3、本發(fā)明的磁性0MS-2催化劑用于降解污染物時(shí)，磁性催化劑用量低，去除效率 高，持久性好，環(huán)境友好，符合實(shí)際水處理的需求。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] 將 22. 05g Mn (Ac) 2 ? 4&0 (純度為 99. 0 % )，9. 48g KMn〇4 (純度為 99. 0 % )，5g 納 米化304置于研鉢中，用瑪瑤鉢梓研磨半小時(shí)。將研磨后的混合物倒入廣口瓶中、密封后置 入8(TC干燥箱內(nèi)處理化。干燥處理后的混合物水洗四次，放入干燥箱內(nèi)8(TC繼續(xù)干燥化， 再次研磨并過200目的標(biāo)準(zhǔn)篩得到所述磁性0MS-2催化劑。
[0027] 實(shí)施例2
[002引1)向20mg/L酸性澄II染料廢水中加入過一硫酸氨鐘，過一硫酸氨鐘在廢水中的 濃度為400mg/L ;2)再向廢水溶液中加入實(shí)施例1制備的磁性0MS-2催化劑，該磁性0MS-2 催化劑在廢水中的濃度為400mg/L ; 10分鐘后染料的脫色率為94%。對(duì)比實(shí)驗(yàn)一，染料廢 水中僅加入過一硫酸氨鐘，在相同抑值、相同時(shí)間內(nèi)脫色率僅為12%。對(duì)比實(shí)驗(yàn)二，染料廢 水中僅加入磁性0MS-2催化劑，在相同抑值、相同時(shí)間內(nèi)脫色率為43%。
[002引 實(shí)施例3
[0030] 1)向20mg/L酸性澄II染料廢水中加入過一硫酸氨鐘，濃度為400mg/L ;2)再向廢 水溶液中加入實(shí)施例1制備的磁性0MS-2催化劑，濃度為400mg/L ;3)反應(yīng)lOmin后將磁性 0MS-2催化劑用磁鐵吸出；4)將分離得到的磁性0MS-2催化劑進(jìn)行重復(fù)利用，再次加入新的 20mg/L染料廢水，并加入相同濃度的過一硫酸氨鐘，反應(yīng)lOmin。如此將磁性0MS-2催化劑 重復(fù)利用十五次，每次反應(yīng)結(jié)束后染料廢水的脫色率參見表1。從表1的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可w看 出；磁性0MS-2催化劑可W多次重復(fù)使用，仍然有很高的催化活性。
[0031] 表1，磁性0MS-2重復(fù)利用降解廢水的脫色率
[0032]

【權(quán)利要求】
1. 一種磁性0MS-2催化劑，其特征在于，該催化劑通過如下方法制備獲得： 步驟1，分別稱量高錳酸鉀、醋酸錳和納米四氧化三鐵，混合后研磨； 步驟2,將前述研磨后的混合物于60?120°C、密封條件下干燥處理0. 5?6h ; 步驟3,將前述處理后的混合物水洗多次，于60?120°C條件下干燥1?6h并研磨，制 備獲得所述磁性O(shè)MS-2催化劑。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種磁性O(shè)MS-2催化劑，其特征在于：所述步驟1中高錳酸鉀 與醋酸錳的摩爾比為〇. 3?1. 4。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種磁性O(shè)MS-2催化劑，其特征在于：所述步驟1中錳與鐵的 摩爾比為0. 5?2. 4。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種磁性O(shè)MS-2催化劑，其特征在于：所述步驟1中的納米四 氧化三鐵采用沉淀法、水熱法、回流法、溶膠-凝膠法或熱分解法制備得到。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種磁性O(shè)MS-2催化劑，其特征在于：所述步驟3還包括，將研 磨后的混合物過200目分子篩，制備獲得所述磁性O(shè)MS-2催化劑。
6. 權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的磁性O(shè)MS-2催化劑在降解有機(jī)廢水污染物中的應(yīng)用。
7. 如權(quán)利要求6所述的磁性O(shè)MS-2催化劑在降解有機(jī)廢水污染物中的應(yīng)用，其特征在 于：所述回收后的磁性O(shè)MS-2催化劑可以再次作為催化劑應(yīng)用于有機(jī)廢水污染物的降解。
8. 權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的磁性O(shè)MS-2催化劑降解有機(jī)廢水污染物的方法，該方法 包括如下步驟： (1) 向有機(jī)廢水中加入20?1000mg/L過硫酸鹽及磁性O(shè)MS-2催化劑20?1000mg/L， 常溫?cái)嚢璺胖?，?duì)所述有機(jī)廢水進(jìn)行降解； (2) 對(duì)有機(jī)廢水降解后，利用磁鐵將廢水中的磁性0MS-2催化劑進(jìn)行回收。
【文檔編號(hào)】C02F1/72GK104437539SQ201410771798
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】李曉霞, 魏明瑜, 孫彬哲, 段煉, 徐愛華 申請(qǐng)人:武漢紡織大學(xué)