CN104289216A - 用于降解表面活性剂催化的臭氧催化剂及其制备和应用 - Google Patents

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一种用于降解表面活性剂催化的臭氧催化剂及其制备方法和应用，将5～10克硝酸铈（Ce(NO3)3·6H2O）和10～20克尿素完全溶解在去离子水中，100～200℃反应3～6小时，沉淀物经过过滤和彻底清洗后，在100～150℃焙烧3～6小时；所得产物用硝酸铅Pb(NO3)2饱和溶液浸渍，完全浸渍后的混合物在60℃烘干12～24小时后，在400～600℃焙烧1～3小时，得到用于降解表面活性剂催化的臭氧催化剂。该方法的优点在于处理效率高、操作简便，无二次污染，运行成本低等，在其他工业废水的处理方面也具有良好的推广价值。

Description

用于降解表面活性剂催化的臭氧催化剂及其制备和应用
技术领域
本发明涉及一种臭氧催化剂的制备方法，该催化剂可应用于生物难降解有机污染物表面活性剂的臭氧催化氧化降解。 
背景技术
表面活性剂作为乳化剂、防锈剂、柔软剂、洗涤剂等广泛应用于工业、农业及生活日用品等各个领域，其中阴离子表面活性剂是最常用的表面活性剂。表面活性剂废水一般偏碱性，COD高达几万甚至于十几万，而且表面活性剂属于生物难降解有机污染物，其进入水体后，聚集在水介质和其他诸如空气、油状液体和微粒表面，使之产生泡沫、乳化和微粒悬浮等现象。表面活性剂废水大量排入水体环境中，会造成水体起泡，影响水中和空气中的氧气交换，会导致水中溶氧下降以及微量元素的匮乏，导致水质恶化，特别是含有氮磷的表面活性剂会造成水体的富营养化。另外，表面活性剂还能乳化水体中其他污染物，增大污染物浓度，造成间接污染。表面活性剂废水的常用处理方法有：沉淀法、过滤法、絮凝处理法、吸附法、活性污泥法、催化氧化法等。而臭氧催化氧化属于催化氧化中的一种，因其降解速度快，不产生二次污染，反应条件温和，是环境领域较活跃的研究方向。因臭氧具有很强的氧化能力，在环境保护和化工等方面被广泛应用。表面活性剂废水中往往为含有直链、支链、芳香链、含氟长链等一段亲油一段亲水的有机长链分子臭氧催化氧化能使长链分子断链分解，从而达到净化去除。采用臭氧催化氧化法处理这类废水，具有降解速度快，流程简单，不产生二次污染的优点，近年来得到了较大发展。但也存在能耗高、臭氧利用率低、催化剂活性较低及催化剂回收再利用困难等问题。 
发明内容
为克服现有技术得不足，本发明提供一种用于降解表面活性剂催化的臭氧催化剂及其制备方法和应用。 
一种用于降解表面活性剂催化的臭氧催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 
（1）将5～10克硝酸铈（Ce(NO3)3·6H2O）和10～20克尿素完全溶解在去离子水中，100～200℃反应3～6小时，沉淀物经过过滤和彻底清洗后，在100～150℃焙烧3～6小时；
（2）步骤（1）所得产物用硝酸铅Pb(NO3)2饱和溶液浸渍，完全浸渍后的混合物在60℃烘干12～24小时后，在400～600℃焙烧1～3小时，得到用于降解表面活性剂催化的臭氧催化剂。
一种用于降解表面活性剂催化的臭氧催化剂，其特征在于，根据上述方法制备得到。 
具体为，以氧化铅（PbO）为载体，以氧化铈（CeO2）为催化剂通过臭氧催化氧化表面活性剂，其中 PbO/CeO2的质量百分比为0.5~5%。 
一种用于降解表面活性剂催化的臭氧催化剂在表面活性剂光催化降解的应用。 
铅铈共掺杂的臭氧催化剂性能评价在石英玻璃管中进行，评价物为10mg/L十二烷基苯磺酸钠（阴离子表面活性剂）溶液，臭氧催化剂用量为5g/h，悬浊液搅拌1～2h。将悬浊液在臭氧氛围中降解30min，悬浊液离心，离心转速12000rpm，离心时间10min，紫外可见分光光度法测定十二烷基苯磺酸钠浓度，计算得出十二烷基苯磺酸钠的光催化降解率。 
与现有技术相比，本发明具有以下优点： 
1) 本发明的铅铈复合臭氧催化剂，显著提高了臭氧催化的效率，减少了催化剂的使用量，提高了表面活性剂废水的处理效率，对印染废水的处理效率高，表面活性剂去除率可达到75%以上，且制备工艺简单，使用成本低；
2) 表面活性剂废水的处理方法较多，各有优缺点，由于单一技术处理的局限性，应考虑优化组合各种单一技术，本发明的一种用于降解表面活性剂催化的臭氧催化剂的制备方法可方便的与其他工艺联合，为开发出适合表面活性剂废水的高效化、集成化、生态化、智能化一体化联用技术提供支持，为建立彻底的去除表面活性剂废水中污染物的新方法奠定基础。
3)本发明的高效复合吸附絮凝剂可用于表面活性剂废水的处理，还可用于其他工业废水以及受污染的自然水体的处理，具有较大的推广应用价值。 
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例： 
实施例1：
本发明所述的臭氧催化剂的制备方法具体如下：首先将5gCe(NO3)3·6H2O和和10g尿素完全溶解在去离子水中，150℃反应4小时，沉淀物经过过滤和彻底清洗后，在100℃焙烧3小时，然后用Pb(NO3)2饱和溶液浸渍，完全浸渍后的混合物在60℃烘干12小时后，在550℃度2小时可得，其中PbO/CeO2的质量百分比为1.25%。
将制成的臭氧催化剂用前述实验条件进行催化性能评价，测定十二烷基苯磺酸钠的降解率为76.95%。 
实施例2：
首先将10gCe(NO3)3·6H2O和和20g尿素完全溶解在去离子水中， 200℃反应6小时，沉淀物经过过滤和彻底清洗后，在150℃焙烧6小时，然后用Pb(NO3)2饱和溶液浸渍，完全浸渍后的混合物在60℃烘干24小时后，在600℃焙烧3小时可得，其中PbO/CeO2的质量百分比为2.5%。
将制成的臭氧催化剂用前述实验条件进行催化性能评价，测定十二烷基苯磺酸钠的降解率为79.73%。 
实施例3：
首先将7.5gCe(NO3)3·6H2O和和15g尿素完全溶解在去离子水中，150℃反应4小时，沉淀物经过过滤和彻底清洗后，在150℃焙烧4小时，然后用Pb(NO3)2饱和溶液浸渍，完全浸渍后的混合物在60℃烘干15小时后，在550℃焙烧2小时可得，其中PbO/CeO2的质量百分比为1.875%。
将制成的臭氧催化剂用前述实验条件进行催化性能评价，测定十二烷基苯磺酸钠的降解率为78.66%。 
实施例4:
首先将10gCe(NO3)3·6H2O和和10g尿素完全溶解在去离子水中，100℃反应6小时，沉淀物经过过滤和彻底清洗后，在100℃焙烧6小时，然后用Pb(NO3)2饱和溶液浸渍，完全浸渍后的混合物在60℃烘干12小时后，在400℃焙烧3小时可得，其中PbO/CeO2的质量百分比为2.5%。
将制成的臭氧催化剂用前述实验条件进行催化性能评价，测定十二烷基苯磺酸钠的降解率为77.08%。 

Claims (4)

1.一种用于降解表面活性剂催化的臭氧催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将5～10克硝酸铈（Ce(NO3)3·6H2O）和10～20克尿素完全溶解在去离子水中，100～200℃反应3～6小时，沉淀物经过过滤和彻底清洗后，在100～150℃焙烧3～6小时；
（2）步骤（1）所得产物用硝酸铅Pb(NO3)2饱和溶液浸渍，完全浸渍后的混合物在60℃烘干12～24小时后，在400～600℃焙烧1～3小时，得到用于降解表面活性剂催化的臭氧催化剂。
2.一种用于降解表面活性剂催化的臭氧催化剂，其特征在于，根据上述权利要求所述方法制备得到。
3.根据权利要求2所述用于降解表面活性剂催化的臭氧催化剂，其特征在于，以氧化铅（PbO）为载体，以氧化铈（CeO2）为催化剂通过臭氧催化氧化表面活性剂，其中 PbO/CeO2的质量百分比为0.5~5%。
4.根据权利要求2，或3所述用于降解表面活性剂催化的臭氧催化剂在表面活性剂光催化降解的应用。 
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