CN102976439A - 一种钛酸镉光催化剂降解废水中有机氯化物的方法 - Google Patents

一种钛酸镉光催化剂降解废水中有机氯化物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钛酸镉光催化剂降解废水中有机氯化物的方法，该发明是以钛酸镉为光催化剂，经制膜、烘干、退火处理后负载在石棉纤维板上，并置于光催化反应器，在紫外光的作用下对废水中有机氯化合物进行降解。本发明可以有效的降解废水中的有机氯化物，降解速度快，运行费用低；操作简便，是一种高效、环保的污水处理方法，具有实用价值及推广价值。

Description

一种钛酸镉光催化剂降解废水中有机氯化物的方法
技术领域
本发明属于废水中污染物处理的方法，具体地说是一种钛酸镉光催化剂降解废水中有机氯化物的方法。
背景技术
有机氯化物包括氯代烷烃、氯代烯烃、氯代芳香烃以及有机氯杀虫剂等。随着有机化学工业的发展，其在医药、制革、电子和农药等方面得到广泛应用，导致大量含氯的化合物及合成过程中的中间产物或副产品被大量地排放到环境中。环境中的某些有机氯化物会消耗大气层中的臭氧，有些则会危害人的中枢神经系统，诱发癌症。几乎所有的氯代芳烃及其衍生物都有毒性且难降解，其中相当一部分被列为美国EPA环境优先控制污染物。这类污染物化学性质稳定，一旦进入环境将对人类及其生态环境造成长期威胁。因此，近年来，有机氯化物的降解处理技术引起了国内外的广泛关注。
目前，处理有机氯化物废液最常用的方法是焚烧，但由此常伴随不完全燃烧产物。如四氯化碳的焚烧能产生其他热稳定性更高、毒性更大的物质，如六氯苯。而且焚烧产物氯化氢也需回收并作适当处理。另外，有机氯化物，尤其是多氯代污染物通常作为Lewis酸(电子受体)而难以用高级氧化技术(AOPs)有效处理。有机氯化物的降解方法通常还有生物法，化学法和物理的方法。其中，物理方法效果不好，生物的方法又过于繁琐且不易控制，化学方法中常用的是用零价铁还原降解有机氯化物。但是普通的金属铁，随着反应的进行，其表面形成惰性层或金属氢氧化物而使反应的活性降低，而且产生大量有毒的中间体。
发明内容
本发明的目的是：根据上述背景技术状况，提供一种钛酸镉光催化剂降解废水中有机氯化物的方法。这种处理方法具有降解速度快、无二次污染、催化剂易得、便宜、可回收反复使用、运行费用低的特点。
本发明的技术方案是：一种钛酸镉光催化剂降解废水中有机氯化物的方法，是以钛酸镉为光催化剂，经制膜、烘干、退火处理后负载在石棉纤维板上，并置于光催化反应器，在紫外光的作用下对废水中有机氯化合物进行降解。
一种钛酸镉光催化剂制备方法：
(1)取适量硝酸镉溶解于乙酸乙酯中，待完全溶解后加入乙酸乙酯90％体积的乙二胺，混合均匀，置于冰块冷却的三角烧瓶中；
(2)向三角烧瓶中缓慢滴加钛酸四丁酯，并不断搅拌，温度保持在10℃以下，生成一种淡黄色胶状体物质；
(3)经过分离，得到纯胶体状物质，在其中加入石棉，并高速旋转；
(4)挤压成膜，在温度为105℃下反复烘干，最后在温度为550℃煅烧4～5小时，得到钛酸镉光催化膜；
(5)以有机硅树脂为粘合剂，聚氨酯为固化剂，把钛酸镉光催化膜负载在平板玻璃上，并置于光催化容器。
本发明的应用方法是：
(1)调节含有有机氯化物废水的pH值为3.0～4.0；
(2)在废水中加入1～3ppm的Fe2+和0.1～0.3ppm的H2O2；
(3)让废水以100～200L/min流速通过光催化容器，启动紫外灯照射；
(4)出水即为去除有机氯化物的废水。
具体实施方式
实例1：先取10g硝酸镉溶解于15g乙酸乙酯中，待完全溶解后加入乙酸乙酯90％体积的乙二胺，混合均匀，置于冰块冷却的三角烧瓶中；然后向三角烧瓶中缓慢滴加20g钛酸四丁酯，并不断搅拌，温度保持在10℃以下，生成一种淡黄色胶状体物质；经过分离，得到纯胶体状物质，在其中加入石棉，并高速旋转；挤压成膜，在温度为105℃下反复烘干，最后在温度为550℃煅烧4小时，得到钛酸镉光催化膜；以有机硅树脂为粘合剂，聚氨酯为固化剂，把钛酸镉光催化膜负载在平板玻璃上，并置于光催化容器；调节含有有机氯化物废水的pH值为3.0；在废水中加入1ppm的Fe2+和0.1ppm的H2O2；让废水以100L/min流速通过光催化容器，启动紫外灯照射；出水即为去除有机氯化物的废水。此方法可以使主要有机氯化物的水解率达到97％以上。
实例2：先取15g硝酸镉溶解于20g乙酸乙酯中，待完全溶解后加入乙酸乙酯90％体积的乙二胺，混合均匀，置于冰块冷却的三角烧瓶中；向三角烧瓶中缓慢滴加30g钛酸四丁酯，并不断搅拌，温度保持在10℃以下，生成一种淡黄色胶状体物质；经过分离，得到纯胶体状物质，在其中加入石棉，并高速旋转；挤压成膜，在温度为105℃下反复烘干，最后在温度为550℃煅烧4.5小时，得到钛酸镉光催化膜；以有机硅树脂为粘合剂，聚氨酯为固化剂，把钛酸镉光催化膜负载在平板玻璃上，并置于光催化容器；调节含有有机氯化物废水的pH值为3.5；在废水中加入2ppm的Fe2+和0.2ppm的H2O2；让废水以150L/min流速通过光催化容器，启动紫外灯照射；出水即为去除有机氯化合物的废水。此方法可以使主要有机氯化物的水解率达到97％以上。
实例3：先取20g硝酸镉溶解于25g乙酸乙酯中，待完全溶解后加入乙酸乙酯90％体积的乙二胺，混合均匀，置于冰块冷却的三角烧瓶中；向三角烧瓶中缓慢滴加40g钛酸四丁酯，并不断搅拌，温度保持在10℃以下，生成一种淡黄色胶状体物质；经过分离，得到纯胶体状物质，在其中加入石棉，并高速旋转；挤压成膜，在温度为105℃下反复烘干，最后在温度为550℃煅烧5小时，得到钛酸镉光催化膜；以有机硅树脂为粘合剂，聚氨酯为固化剂，把钛酸镉光催化膜负载在平板玻璃上，并置于光催化容器；调节含有有机氯化物废水的pH值为4.0；在废水中加入3ppm的Fe2+和0.3ppm的H2O2；让废水以200L/min流速通过光催化容器，启动紫外灯照射；出水即为去除有机氯化合物的废水。此方法可以使主要有机氯化物的水解率达到97％以上。

Claims (3)

1.一种钛酸镉光催化剂降解废水中有机氯化物的方法，其特征在于：是以钛酸镉为光催化剂，经制膜、烘干、退火处理后负载在石棉纤维板上，并置于光催化反应器，在紫外光的作用下对废水中有机氯化合物进行降解。
2.根据权利要求1所述的一种钛酸镉光催化剂降解废水中有机氯化物的方法，其特征在于：
(1)取适量硝酸镉溶解于乙酸乙酯中，待完全溶解后加入乙酸乙酯90％体积的乙二胺，混合均匀，置于冰块冷却的三角烧瓶中；
(2)向三角烧瓶中缓慢滴加钛酸四丁酯，并不断搅拌，温度保持在10℃以下，生成一种淡黄色胶状体物质；
(3)经过分离，得到纯胶体状物质，在其中加入石棉，并高速旋转；
(4)挤压成膜，在温度为105℃下反复烘干，最后在温度为550℃煅烧4～5小时，得到钛酸镉光催化膜；
(5)以有机硅树脂为粘合剂，聚氨酯为固化剂，把钛酸镉光催化膜负载在平板玻璃上，并置于光催化容器。
3.根据权利要求1所述的一种钛酸镉光催化剂降解废水中有机氯化物的方法，其特征在于：
(1)调节含有有机氯化物废水的pH值为3.0～4.0；
(2)在废水中加入1～3ppm的Fe2+和0.1～0.3ppm的H2O2；
(3)让废水以100～200L/min流速通过光催化容器，启动紫外灯照射；
(4)出水即为去除有机氯化合物的废水。
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