CN106914269A - 一种高效芬顿反应催化剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种高效芬顿反应催化剂及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN106914269A
CN106914269A CN201511008653.5A CN201511008653A CN106914269A CN 106914269 A CN106914269 A CN 106914269A CN 201511008653 A CN201511008653 A CN 201511008653A CN 106914269 A CN106914269 A CN 106914269A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fenton
reaction catalyst
ferrous sulfate
cobalt nitrate
organic matter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201511008653.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106914269B (zh
Inventor
刘航
蔡大牛
李瑞鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Spring Environmental Science & Technology Co Ltd
Original Assignee
Nanjing Spring Environmental Science & Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Spring Environmental Science & Technology Co Ltd filed Critical Nanjing Spring Environmental Science & Technology Co Ltd
Priority to CN201511008653.5A priority Critical patent/CN106914269B/zh
Publication of CN106914269A publication Critical patent/CN106914269A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106914269B publication Critical patent/CN106914269B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/24—Nitrogen compounds
    • B01J27/25—Nitrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/722—Oxidation by peroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/725—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/16—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from metallurgical processes, i.e. from the production, refining or treatment of metals, e.g. galvanic wastes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/02—Specific form of oxidant
    • C02F2305/026—Fenton's reagent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明公开了一种芬顿反应催化剂，它以硫酸亚铁、硫酸铜和硝酸钴为原料组分，将硫酸亚铁、硫酸铜和硝酸钴溶于去离子水中，再将金属盐水溶液的pH值调节至3～4；其中，所述的硫酸亚铁、硫酸铜和硝酸钴的摩尔比1：0.5：1～1：6：1；所述的硫酸亚铁、硫酸铜和硝酸钴的总量与去离子水的用量比为0.8～1.5mol：1L。本发明还公开了芬顿反应催化剂在处理含络合有机物电镀废水中的应用。本发明芬顿反应催化剂为含有亚铁、铜和钴的复合催化剂，制备工艺简单，能够有效破除络合态有机物，络合重金属去除率可以达到99％以上，不仅可以使出水镍达标，还可使COD去除率达到85％以上，显著降低出水的COD值。

Description

一种高效芬顿反应催化剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于工业废水尤其是电镀废水处理技术领域，具体涉及一种高效芬顿反应催化剂及其制备方法与应用。
背景技术
以芬顿氧化为代表的高级氧化技术，自发现以来已在污染水体的治理方面发挥了巨大的作用。芬顿氧化的本质是利用芬顿试剂产生的具有超强氧化能力的羟基自由基(·OH)破坏污染物的分子结构，从而消除污染。因此如何最大限度的增加·OH的生成及氧化效率，是科研工作者长期追求的目标。
近年来，随着我国工业水平的发展，大量稳定性极强的新型有机添加剂的使用极大的增加了相关废水的处理难度，尤其是在电镀领域，新型的有机添加剂不仅本身难以降解还会同游离态的重金属离子络合，引起废水的COD和重金属离子严重超标，传统的生化处理方法已经很难满足该类废水的处理要求，而以Fe2+为催化剂的普通芬顿氧化反应，实践证明在处理该类废水时其效果也不尽如人意。究其原因，反应过程中·OH的生成及氧化效率受到了严重的抑制。
发明内容
为了实践科研工作者的追求目标以克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种高效芬顿反应催化剂及其制备方法与应用，本发明所述的芬顿反应催化剂具有制备工艺简单、催化效率高的特点，在处理含络合有机物电镀废水方面表现优异。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种高效芬顿反应催化剂，它以硫酸亚铁、硫酸铜和硝酸钴为原料组分，将硫酸亚铁、硫酸铜和硝酸钴溶于去离子水中，再将金属盐水溶液的pH值调节至3～4；其中，所述的硫酸亚铁、硫酸铜和硝酸钴的摩尔比1：0.5：1～1：6：1；所述的硫酸亚铁、硫酸铜和硝酸钴的总量与去离子水的用量比为0.8～1.5mol：1L。
本发明所述的高效芬顿反应催化剂，是由以下制备方法制得的：硫酸亚铁、硫酸铜和硝酸钴按照摩尔比1：0.5：1～1：6：1溶于去离子水中配制成总物质的量浓度为0.8～1.5mol/L的金属盐水溶液，调节金属盐水溶液的pH值至3～4使催化剂中的金属离子在弱酸性环境下较稳定，制得芬顿反应催化剂。
优选的，所述的硫酸亚铁、硫酸铜和硝酸钴的摩尔比1：2～3：1。
优选的，采用质量分数10％的硫酸调节金属盐水溶液的pH值至3～4。
本发明所述的高效芬顿反应催化剂的制备方法，包括：硫酸亚铁、硫酸铜和硝酸钴按照摩尔比1：0.5：1～1：6：1溶于去离子水中配制成总物质的量浓度为0.8～1.5mol/L的金属盐水溶液，调节金属盐水溶液的pH值至3～4，制得芬顿反应催化剂。
本发明所述的高效芬顿反应催化剂在处理含络合有机物电镀废水中的应用。所述的含络合有机物电镀废水为碱性锌镍合金废水、化学镀镍废水、化学镀铜废水，含有大量的有机酸、有机胺和有机添加剂。
采用本发明所述的高效芬顿反应催化剂处理含络合有机物电镀废水中的方法，包括：调节含络合有机物电镀废水的pH值至3～4，在温度25～30℃下，往调节pH后的废水中加入质量浓度为30％的双氧水和芬顿反应催化剂，搅拌均匀，反应1～3小时；其中，双氧水的用量为含络合有机物电镀废水质量的2.5～3％，芬顿反应催化剂的用量为含络合有机物电镀废水质量的1～2％。
本发明的有益效果：
本发明芬顿反应催化剂为含有亚铁、铜和钴的复合催化剂，具有制备工艺简单、催化效率高的特点，相较于传统的亚铁催化剂在处理含络合有机物电镀废水方面表现出了出色的活性，能够有效破除络合态有机物，络合重金属去除率可以达到99％以上，不仅可以使出水镍达标，还可使COD去除率达到85％以上，显著降低出水的COD值，使出水无需针对COD再增加新的处理工艺。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明的技术方案做进一步说明。
实施例1
一种芬顿反应催化剂，是由以下制备方法制得的：分别称取0.24mol硫酸亚铁、0.72mol硫酸铜和0.24mol硝酸钴，溶于1L去离子水中，再加入10％的硫酸调节将金属盐水溶液的pH值至3～4，制得芬顿反应催化剂。
待处理废水是碱性锌镍合金废水，处理前COD含量为2320mg/L、Ni含量为20mg/L、Zn含量为28mg/L。
采用上述制得的芬顿反应催化剂处理废水，调节待处理废水的pH值至3～4，常温下加入2.5％的质量浓度为30％的双氧水和1.5％的上述芬顿反应催化剂，搅拌均匀，反应1小时后测得COD含量为346mg/L、Ni为0.18mg/L、Zn为0.06mg/L。
对比例1
待处理废水是碱性锌镍合金废水，处理前COD含量为2320mg/L、Ni为20mg/L、Zn为28mg/L，调节待处理废水的pH值至3～4，常温下加入2.5％的质量浓度为30％的双氧水和1.5％的浓度为1.2mol/L的硫酸亚铁溶液，搅拌均匀，反应1小时后测得COD含量为1035mg/L、Ni为10.5mg/L、Zn为4.1mg/L。
对比例2
待处理废水是碱性锌镍合金废水，处理前COD含量为2320mg/L、Ni为20mg/L、Zn为28mg/L，调节待处理废水的pH值至3～4，常温下加入2.5％的质量浓度为30％的氧水和1.5％的总浓度为1.2mol/L的硫酸亚铁和硫酸铜溶液(硫酸亚铁与硫酸铜的摩尔比为1：5)，搅拌均匀，反应1小时后测得COD含量为610mg/L、Ni为2.7mg/L、Zn为0.9mg/L。
实施例2
一种芬顿反应催化剂，是由以下制备方法制得的：分别称取0.2mol硫酸亚铁、0.4mol硫酸铜和0.2mol硝酸钴溶于1L去离子水中，加入10％的硫酸调节金属盐水溶液的pH值至3～4，制得芬顿反应催化剂。
待处理废水是化学镍漂洗水，处理前COD含量为1600mg/L、Ni为105mg/L。
采用上述制得的芬顿反应催化剂处理废水，调节待处理废水的pH值至3～4，常温下加入2.5％的质量浓度为30％的双氧水和1.9％的上述芬顿反应催化剂，搅拌均匀，反应1小时后测得COD含量为206mg/L、Ni为0.03mg/L。
实施例3
一种芬顿反应催化剂，是由以下制备方法制得的：分别称取0.3mol硫酸亚铁、0.81mol硫酸铜和0.3mol硝酸钴溶于1L去离子水中，加入10％的硫酸调节金属盐水溶液的pH值至3～4，制得芬顿反应催化剂。
待处理废水是碱性锌镍合金废水，处理前COD含量为2680mg/L、Ni含量为27mg/L、Zn含量为34mg/L。
采用上述制得的芬顿反应催化剂处理废水，调节待处理废水的pH值至3～4，常温下加入2.6％的质量浓度为30％的双氧水和1.2％的上述芬顿反应催化剂，搅拌均匀，反应1小时后测得COD含量为273mg/L、Ni为0.06mg/L、Zn为0.01mg/L。
对比例3
待处理废水是碱性锌镍合金废水，处理前COD含量为2680mg/L、Ni含量为27mg/L、Zn含量为34mg/L。调节待处理废水的pH值至3～4，常温下加入2.6％的质量浓度为30％的双氧水和1.2％的浓度为1.41mol/L的硫酸亚铁溶液，搅拌均匀，反应1小时后测得COD含量为1340mg/L、Ni为13.2mg/L、Zn为3.6mg/L。

Claims (9)

1.一种芬顿反应催化剂，其特征在于它以硫酸亚铁、硫酸铜和硝酸钴为原料组分，将硫酸亚铁、硫酸铜和硝酸钴溶于去离子水中，再将金属盐水溶液的pH值调节至3～4；其中，所述的硫酸亚铁、硫酸铜和硝酸钴的摩尔比1：0.5：1～1：6：1；所述的硫酸亚铁、硫酸铜和硝酸钴的总量与去离子水的用量比为0.8～1.5mol：1L。
2.根据权利要求1所述的芬顿反应催化剂，其特征在于所述的芬顿反应催化剂是由以下制备方法制得的：硫酸亚铁、硫酸铜和硝酸钴按照摩尔比1：0.5：1～1：6：1溶于去离子水中配制成总物质的量浓度为0.8～1.5mol/L的金属盐水溶液，调节金属盐水溶液的pH值至3～4使催化剂中的金属离子在弱酸性环境下较稳定，制得芬顿反应催化剂。
3.根据权利要求1或2所述的芬顿反应催化剂，其特征在于所述的硫酸亚铁、硫酸铜和硝酸钴的摩尔比1：2～3：1。
4.权利要求1所述的芬顿反应催化剂的制备方法，其特征在于它包括：硫酸亚铁、硫酸铜和硝酸钴按照摩尔比1：0.5：1～1：6：1溶于去离子水中配制成总物质的量浓度为0.8～1.5mol/L的金属盐水溶液，调节金属盐水溶液的pH值至3～4，制得芬顿反应催化剂。
5.根据权利要求1所述的芬顿反应催化剂的制备方法，其特征在于所述的硫酸亚铁、硫酸铜和硝酸钴的摩尔比1：2～3：1。
6.权利要求1所述的芬顿反应催化剂在处理含络合有机物电镀废水中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于所述的含络合有机物电镀废水为碱性锌镍合金废水、化学镀镍废水、化学镀铜废水。
8.权利要求1所述的芬顿反应催化剂处理含络合有机物电镀废水中的方法，其特征在于包括：调节含络合有机物电镀废水的pH值至3～4，在温度25～30℃下，往调节pH后的废水中加入质量浓度为30％的双氧水和芬顿反应催化剂，搅拌均匀，反应1～3小时。
9.根据权利要求8所述的芬顿反应催化剂处理含络合有机物电镀废水中的方法，其特征在于所述的双氧水的用量为含络合有机物电镀废水质量的2.5～3％，所述的芬顿反应催化剂的用量为含络合有机物电镀废水质量的1～2％。
CN201511008653.5A 2015-12-28 2015-12-28 一种高效芬顿反应催化剂及其制备方法与应用 Active CN106914269B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511008653.5A CN106914269B (zh) 2015-12-28 2015-12-28 一种高效芬顿反应催化剂及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511008653.5A CN106914269B (zh) 2015-12-28 2015-12-28 一种高效芬顿反应催化剂及其制备方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106914269A true CN106914269A (zh) 2017-07-04
CN106914269B CN106914269B (zh) 2021-02-19

Family

ID=59455518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201511008653.5A Active CN106914269B (zh) 2015-12-28 2015-12-28 一种高效芬顿反应催化剂及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106914269B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108568315A (zh) * 2018-03-28 2018-09-25 五邑大学 一种zif-8分子筛负载的多元金属类芬顿催化剂及其制备方法与应用
CN109529947A (zh) * 2018-09-29 2019-03-29 浙江工业大学 离子交换树脂为载体的非均相芬顿催化剂及其制备方法与应用
CN110550776A (zh) * 2019-09-05 2019-12-10 镇江市和云工业废水处置有限公司 一种处理含铬废水的芬顿氧化还原一体法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008142724A1 (en) * 2007-05-24 2008-11-27 Universita' Degli Studi Di Salerno Wastewater treatment by high efficiency heterogeneous photo-fenton process
CN102173500A (zh) * 2011-02-25 2011-09-07 华中师范大学 一种活化分子氧的芬顿氧化水处理方法
CN102399032A (zh) * 2010-09-07 2012-04-04 中国石油化工股份有限公司 一种类Fenton氧化-混凝处理有机胺类工业废水的方法
CN103894236A (zh) * 2014-03-17 2014-07-02 华南理工大学 一种应用于芬顿流化床具有催化作用的陶粒载体及其制备方法与应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008142724A1 (en) * 2007-05-24 2008-11-27 Universita' Degli Studi Di Salerno Wastewater treatment by high efficiency heterogeneous photo-fenton process
CN102399032A (zh) * 2010-09-07 2012-04-04 中国石油化工股份有限公司 一种类Fenton氧化-混凝处理有机胺类工业废水的方法
CN102173500A (zh) * 2011-02-25 2011-09-07 华中师范大学 一种活化分子氧的芬顿氧化水处理方法
CN103894236A (zh) * 2014-03-17 2014-07-02 华南理工大学 一种应用于芬顿流化床具有催化作用的陶粒载体及其制备方法与应用

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108568315A (zh) * 2018-03-28 2018-09-25 五邑大学 一种zif-8分子筛负载的多元金属类芬顿催化剂及其制备方法与应用
CN109529947A (zh) * 2018-09-29 2019-03-29 浙江工业大学 离子交换树脂为载体的非均相芬顿催化剂及其制备方法与应用
CN110550776A (zh) * 2019-09-05 2019-12-10 镇江市和云工业废水处置有限公司 一种处理含铬废水的芬顿氧化还原一体法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106914269B (zh) 2021-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103833123B (zh) 一种络合化学镍电镀废水的处理方法
CN103435143B (zh) 一种多元混配络合亚铁活化过硫酸盐或单过氧硫酸氢盐深度氧化处理废水的方法
CN104891719A (zh) 一种基于铁碳微电解活化过硫酸盐的预处理有机工业废水的方法
CN101314492A (zh) 新型重金属离子去除剂的制备方法及应用
CN106914269A (zh) 一种高效芬顿反应催化剂及其制备方法与应用
CN104030505A (zh) 一种有色金属矿山浮选废水处理方法
CN110255778A (zh) 一种热镀锌酸洗废水回用方法
CN108249613A (zh) 一种碱性锌镍合金废水处理方法
CN101624244B (zh) 一种羟基乙叉二膦酸预镀铜废水的综合处理方法
CN102976532A (zh) 铁炭内电解共沉淀处理含氟多金属酸性冶炼废水的方法
CN104911683A (zh) 一种侧线脱除硫酸锌电镀液中铁离子的方法
CN106219805A (zh) 一种化学镍废液的处理工艺
CN1189462A (zh) 过氧化氢氧化法处理含氰废水工艺
CN102060395A (zh) 一种Fenton与淀粉基絮凝剂联用处理复杂化工废水的方法
CN204607751U (zh) 锌镍合金废水的达标处理设备
CN113929235B (zh) 一种等离子体制备纳米颗粒去除电镀废水中六价铬的方法
CN104556470A (zh) 一种去除废水中edta的方法
CN108178268A (zh) 重金属去除剂及其制备方法
CN105624420B (zh) 一种钴、氨催化硫代硫酸盐浸金的方法
CN108439646B (zh) 一种巯基杂环类化合物生产过程中的高浓有机废水的预处理方法
CN107815675A (zh) 一种无铬氧化液
CN105417800B (zh) 一种环保去除废水中硝酸盐氮的方法
CN111268826A (zh) 一种强络合重金属废水的处理工艺
CN104858425B (zh) 一种减弱金属纳米颗粒氧化的方法
CN111320300A (zh) 一种锌铁酸液的回用方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant