CN105129903A - 一种光催化处理含酚废水的二氧化钛筛滤网 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光催化处理含酚废水的二氧化钛筛滤网，属于环保技术领域；针对处理含酚废水时效果较差，利用率较低的问题，提供了一种光催化技术和吸附技术相结合的方法处理含酚废水，含酚废水通过纳米二氧化钛的光催化作用进行氧化，使含酚废水光催化降解，同时通过由于活性炭载体的吸附能力为光催化反应提供高浓度环境，提高了光催化反应的速率，本发明能在常温常压下进行有效地吸附和去除废水中酚类物质且没有二次污染，绿色环保。

Description

一种光催化处理含酚废水的二氧化钛筛滤网
技术领域
本发明涉及一种光催化处理含酚废水的二氧化钛筛滤网，属于环保技术领域。
背景技术
随着工业生产的迅速发展，大量的废物不断进入环境中，使人类的生存环境日益恶化，从而威胁到人类的生存健康；其中水环境污染问题尤为严重，含酚废水是一种来源广、水量大、危害十分严重的工业废水之一；酚类化合物是一种原型质毒物,对一切生物个体都有毒害作用；它可通过皮肤及黏膜的接触而吸入或经口腔浸入生物体内,与细胞原浆中的蛋白质接触后形成不溶性蛋白质而使细胞失去活性,尤其对神经系统有较大的亲和力,使神经系统发生病变；另外高浓度的酚还可引发神经系统病变；所以处理含酚废水很有必要。
在传统方法中通过气体蒸馏法或者臭氧氧化等方法对含酚废水进行处理，但是这些方法资源消耗大，耗时耗力，且利用率较低，所以需要一种比较高效环保的方法处理含酚废水。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对处理含酚废水时效果较差，利用率较低的问题，提供了一种光催化技术和吸附技术相结合的方法处理含酚废水，该方法能耗低、反应条件温和、操作方便、可减少二次污染。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
(1)在-4℃的冰盐浴中，量取5mL的四氯化钛溶液缓慢滴加到5mL的浓硫酸中和100mL的蒸馏水混合溶液中进行搅拌，搅拌时间为3～5min，搅拌速度为200r/min，同时进行升温,升温至45℃后保温20～30min；
(2)待保温结束后迅速在上述溶液中滴加10mL的浓氨水，调节pH值为8～9，调节完之后继续搅拌15min后使反应均匀化，在室温下陈化20～24h；
(3)对上述陈化后的产品进行过滤，用蒸馏水洗去氯离子，并用0.15mol/L的硝酸银检测氯离子，直至检测不到为止后加入50mL无水乙醇润洗3次，将产品在红外灯下烘烤3～5h，将沉淀干燥研磨，于600℃下焙烧5h，自然冷却后得白色产品纳米二氧化钛，放置一边，备用；
(4)称取3.9g的活性炭纤维与上述制得的纳米二氧化钛粉末于200mL锥形瓶中，并向其中加入10ml的无水乙醇和15ml的十六烷基三甲基间溴化物进行反应；
(5)经反应30～40min后对上述液体进行过滤，得到滤饼用乙醚冲洗2～3次，去离子水洗涤2次，在70℃的烘箱中进行烘干，最后放入到马弗炉中在温度为800℃下进行煅烧5～6h，制得微纳米孔缝式光催化筛滤网。
本发明的原理是：首先含发含酚废水通过纳米二氧化钛的光催化作用进行氧化，使含酚废水光催化降解，同时通过由于活性炭载体的吸附能力为光催化反应提供高浓度环境，提高了光催化反应的速率，与此同时，由于光催化反应在常温常压下进行，被吸附的污染物在光催化剂作用下参与氧化反应，使活性炭在污染物环境中即被再生，也就是原位再生；然而由于二氧化钛必须在紫外光照射的条件下才可以发挥其光催化作用，且只有存在于活性炭表面，被光照射到的催化剂才能发挥作用，导致催化剂和光源的利用率较低，因此对光催化剂进行改性，使其从利用激发光向可见光移动，而有利于使用廉价的光源。
本发明的有益效果是：
(1)能在常温常压下进行彻底破坏酚类物质；
(2)通过光催化和活性炭吸附作用相结合，更加有效地吸附和去除废水中酚类物质；
(3)没有二次污染，绿色环保；
(4)产品成本较低，节约资源。
具体实施方案
在-4℃的冰盐浴中，量取5mL的四氯化钛溶液缓慢滴加到5mL的浓硫酸中和100mL的蒸馏水混合溶液中进行搅拌，搅拌时间为3～5min，搅拌速度为200r/min，同时进行升温,升温至45℃后保温20～30min；待保温结束后迅速在上述溶液中滴加10mL的浓氨水，调节pH值为8～9，调节完之后继续搅拌15min后使反应均匀化，在室温下陈化20～24h；对上述陈化后的产品进行过滤，用蒸馏水洗去氯离子，并用0.15mol/L的硝酸银检测氯离子，直至检测不到为止后加入50mL无水乙醇润洗3次，将产品在红外灯下烘烤3～5h，将沉淀干燥研磨，于600℃下焙烧5h，自然冷却后得白色产品纳米二氧化钛，放置一边，备用；称取3.9g的活性炭纤维与上述制得的纳米二氧化钛粉末于200mL锥形瓶中，并向其中加入10ml的无水乙醇和15ml的十六烷基三甲基间溴化物进行反应；经反应30～40min后对上述液体进行过滤，得到滤饼用乙醚冲洗2～3次，去离子水洗涤2次，在70℃的烘箱中进行烘干，最后放入到马弗炉中在温度为800℃下进行煅烧5～6h，制得微纳米孔缝式光催化筛滤网。
实例1
在-4℃的冰盐浴中，量取5mL的四氯化钛溶液缓慢滴加到5mL的浓硫酸中和100mL的蒸馏水混合溶液中进行搅拌，搅拌时间为3min，搅拌速度为200r/min，同时进行升温,升温至45℃后保温20min；待保温结束后迅速在上述溶液中滴加10mL的浓氨水，调节pH值为8，调节完之后继续搅拌15min后使反应均匀化，在室温下陈化20h；对上述陈化后的产品进行过滤，用蒸馏水洗去氯离子，并用0.15mol/L的硝酸银检测氯离子，直至检测不到为止后加入50mL无水乙醇润洗3次，将产品在红外灯下烘烤3h，将沉淀干燥研磨，于600℃下焙烧5h，自然冷却后得白色产品纳米二氧化钛，放置一边，备用；称取3.9g的活性炭纤维与上述制得的纳米二氧化钛粉末于200mL锥形瓶中，并向其中加入10ml的无水乙醇和15ml的十六烷基三甲基间溴化物进行反应；经反应30min后对上述液体进行过滤，得到滤饼用乙醚冲洗2次，去离子水洗涤2次，在70℃的烘箱中进行烘干，最后放入到马弗炉中在温度为800℃下进行煅烧5h，制得微纳米孔缝式光催化筛滤网；所得产品能在常温常压下进行有效地吸附和去除废水中酚类物质且没有二次污染，绿色环保。
实例2
在-4℃的冰盐浴中，量取5mL的四氯化钛溶液缓慢滴加到5mL的浓硫酸中和100mL的蒸馏水混合溶液中进行搅拌，搅拌时间为4min，搅拌速度为200r/min，同时进行升温,升温至45℃后保温25min；待保温结束后迅速在上述溶液中滴加10mL的浓氨水，调节pH值为9，调节完之后继续搅拌15min后使反应均匀化，在室温下陈化22h；对上述陈化后的产品进行过滤，用蒸馏水洗去氯离子，并用0.15mol/L的硝酸银检测氯离子，直至检测不到为止后加入50mL无水乙醇润洗3次，将产品在红外灯下烘烤4h，将沉淀干燥研磨，于600℃下焙烧5h，自然冷却后得白色产品纳米二氧化钛，放置一边，备用；称取3.9g的活性炭纤维与上述制得的纳米二氧化钛粉末于200mL锥形瓶中，并向其中加入10ml的无水乙醇和15ml的十六烷基三甲基间溴化物进行反应；经反应30～40min后对上述液体进行过滤，得到滤饼用乙醚冲洗2次，去离子水洗涤2次，在70℃的烘箱中进行烘干，最后放入到马弗炉中在温度为800℃下进行煅烧6h，制得微纳米孔缝式光催化筛滤网；所得产品能在常温常压下进行有效地吸附和去除废水中酚类物质且没有二次污染，绿色环保。
实例3
在-4℃的冰盐浴中，量取5mL的四氯化钛溶液缓慢滴加到5mL的浓硫酸中和100mL的蒸馏水混合溶液中进行搅拌，搅拌时间为5min，搅拌速度为200r/min，同时进行升温,升温至45℃后保温30min；待保温结束后迅速在上述溶液中滴加10mL的浓氨水，调节pH值为9，调节完之后继续搅拌15min后使反应均匀化，在室温下陈化24h；对上述陈化后的产品进行过滤，用蒸馏水洗去氯离子，并用0.15mol/L的硝酸银检测氯离子，直至检测不到为止后加入50mL无水乙醇润洗3次，将产品在红外灯下烘烤5h，将沉淀干燥研磨，于600℃下焙烧5h，自然冷却后得白色产品纳米二氧化钛，放置一边，备用；称取3.9g的活性炭纤维与上述制得的纳米二氧化钛粉末于200mL锥形瓶中，并向其中加入10ml的无水乙醇和15ml的十六烷基三甲基间溴化物进行反应；经反应40min后对上述液体进行过滤，得到滤饼用乙醚冲洗3次，去离子水洗涤2次，在70℃的烘箱中进行烘干，最后放入到马弗炉中在温度为800℃下进行煅烧6h，制得微纳米孔缝式光催化筛滤网；所得产品能在常温常压下进行有效地吸附和去除废水中酚类物质且没有二次污染，绿色环保。

Claims (1)

1.一种光催化处理含酚废水的二氧化钛筛滤网，其特征在于具体制备步骤为：
(1)在-4℃的冰盐浴中，量取5mL的四氯化钛溶液缓慢滴加到5mL的浓硫酸中和100mL的蒸馏水混合溶液中进行搅拌，搅拌时间为3～5min，搅拌速度为200r/min，同时进行升温,升温至45℃后保温20～30min；
(2)待保温结束后迅速在上述溶液中滴加10mL的浓氨水，调节pH值为8～9，调节完之后继续搅拌15min后使反应均匀化，在室温下陈化20～24h；
(3)对上述陈化后的产品进行过滤，用蒸馏水洗去氯离子，并用0.15mol/L的硝酸银检测氯离子，直至检测不到为止后加入50mL无水乙醇润洗3次，将产品在红外灯下烘烤3～5h，将沉淀干燥研磨，于600℃下焙烧5h，自然冷却后得白色产品纳米二氧化钛，放置一边，备用；
(4)称取3.9g的活性炭纤维与上述制得的纳米二氧化钛粉末于200mL锥形瓶中，并向其中加入10ml的无水乙醇和15ml的十六烷基三甲基间溴化物进行反应；
(5)经反应30～40min后对上述液体进行过滤，得到滤饼用乙醚冲洗2～3次，去离子水洗涤2次，在70℃的烘箱中进行烘干，最后放入到马弗炉中在温度为800℃下进行煅烧5～6h，制得微纳米孔缝式光催化筛滤网。
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