本發(fā)明屬于難降解有機(jī)廢水處理的超臨界水氧化技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種用于超臨界水氧化去除二甲基甲酰胺的負(fù)載型泡沫鐵催化劑。
背景技術(shù):
超臨界水氧化是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種廢水處理技術(shù),主要利用分子氧或雙氧水作為氧化劑,以超臨界水作為溶劑,氧化分解有機(jī)污染物。在氧化過程中由于超臨界水對各種有機(jī)物和氧氣的良好的溶解性,有機(jī)物、氧化劑以及超臨界水形成均一相,反應(yīng)不會因為相間的傳質(zhì)而受到阻礙限制,反應(yīng)速率可以大大提高。超臨界水氧化處理技術(shù)的反應(yīng)溫度一般為400~600℃,壓力為30~50MPa,有機(jī)污染物中的有機(jī)碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳,氫轉(zhuǎn)化成水,鹵素原子轉(zhuǎn)化成鹵化物的離子,硫和磷分別轉(zhuǎn)化成硫酸鹽和磷酸鹽,有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成氮氣,這些產(chǎn)物均為無毒無害產(chǎn)物。因此,超臨界水氧化技術(shù)具有去除率高、反應(yīng)徹底、處理效果好、無二次污染等優(yōu)點。
盡管超臨界水氧化技術(shù)是一項具有廣闊應(yīng)用前景的新型污染物處理技術(shù),但其高溫高壓的苛刻反應(yīng)條件對運行與管理水平的要求非常高。因此,為了加快反應(yīng)速率、減少反應(yīng)時間、降低反應(yīng)溫度,使超臨界水氧化技術(shù)能充分發(fā)揮出自身的優(yōu)勢,許多研究者將催化劑引入超臨界水氧化技術(shù),開發(fā)了催化超臨界水氧化技術(shù)。催化超臨界水氧化技術(shù)中常用的催化劑為MnO2、CuO、TiO2、CeO2、Al2O3、Pt或其中幾種物質(zhì)組成的復(fù)合催化劑如Cr2O3/Al2O3、CuO/A12O3、MnO2/CeO2等,但是這些催化劑存在穩(wěn)定性能較差、催化活性較低等缺點,限制了催化超臨界水氧化技術(shù)在水處理中的推廣應(yīng)用與發(fā)展,所以新型催化材料的研究與制備還需要進(jìn)一步加強(qiáng),特別是目前還缺少用于超臨界水氧化去除二甲基甲酰胺的催化劑。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種用于超臨界水氧化去除二甲基甲酰胺的負(fù)載型泡沫鐵催化劑,其制備方法的具體步驟如下:
(1)將粒徑為4~6mm的117g泡沫鐵顆粒用300mL去離子水洗滌后放入500mL丙酮中浸泡1h,過濾后除去液體得到物質(zhì)M0,物質(zhì)M0經(jīng)300mL去離子水洗滌后得到物質(zhì)M1,將物質(zhì)M1放入到300mL摩爾濃度為2.5mol/L的鹽酸溶液中浸泡0.5h,過濾后除去液體得到物質(zhì)M2,物質(zhì)M2用300mL去離子水洗滌,再用500mL質(zhì)量百分比濃度為95%的乙醇洗滌后在85℃的干燥箱中放置1.5h,得到物質(zhì)M3,將物質(zhì)M3加入到250mL摩爾濃度為2.68mol/L的AgNO3溶液中,在溫度為65℃的搖床中搖動75分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)M4,物質(zhì)M4經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為97%的乙醇洗滌后在76℃的干燥箱中放置140分鐘,然后置于馬弗爐中在488℃條件下焙燒72分鐘,得到物質(zhì)M;
(2)將3.53克聚乙烯吡咯烷酮和650mL質(zhì)量百分比濃度為80%的甲醇溶液加入到容積為1000mL錐形瓶中,在1000r/min條件下攪拌10分鐘,搖勻后分成等量5份,得到混合液A1、混合液A2、混合液A3、混合液A4、混合液A5;
(3)將1.69克三水合三氯化銠和850mL去離子水加入到容積為1000mL錐形瓶中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,搖勻后分成等量5份,得到混合液B1、混合液B2、混合液B3、混合液B4、混合液B5;
(4)將物混合液A1和19mL質(zhì)量百分比濃度為37%的甲醛溶液加入到混合液B1中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液C1;
(5)將物質(zhì)M加入到混合液C1中,在溫度為45℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)N1,物質(zhì)N1經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)N2;
(6)將物混合液A2和17mL質(zhì)量百分比濃度為37%的甲醛溶液加入到混合液B2中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液C2;
(7)將物質(zhì)N2加入到混合液C2中,在溫度為45℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)N3,物質(zhì)N3經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)N4;
(8)將物混合液A3和15mL質(zhì)量百分比濃度為37%的甲醛溶液加入到混合液B3中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液C3;
(9)將物質(zhì)N4加入到混合液C3中,在溫度為45℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)N5,物質(zhì)N5經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)N6;
(10)將物混合液A4和13mL質(zhì)量百分比濃度為37%的甲醛溶液加入到混合液B4中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液C4;
(11)將物質(zhì)N6加入到混合液C4中,在溫度為45℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)N7,物質(zhì)N7經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)N8;
(12)將物混合液A5和11mL質(zhì)量百分比濃度為37%的甲醛溶液加入到混合液B5中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液C5;
(13)將物質(zhì)N8加入到混合液C5中,在溫度為45℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)N9,物質(zhì)N9經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)N;
(14)將5.38克MgCl2和7.24克ZnCl2加入到800mL乙醇中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,加入5mL濃硝酸,搖勻后分成等量4份,得到混合液D1、混合液D2、混合液D3、混合液D4;
(15)將2.34克尿素和0.58克氟化銨加入到混合液D1中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液E1;
(16)將物質(zhì)N加入到混合液E1中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)O1,物質(zhì)O1經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)O2;
(17)將2.24克尿素和0.56克氟化銨加入到混合液D2中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液E2;
(18)將物質(zhì)O2加入到混合液E2中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)O3,物質(zhì)O3經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)O4;
(19)將2.14克尿素和0.54克氟化銨加入到混合液D3中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液E3;
(20)將物質(zhì)O4加入到混合液E3中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)O5,物質(zhì)O5經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)O6;
(21)將2.04克尿素和0.52克氟化銨加入到混合液D4中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液E4;
(22)將物質(zhì)O6加入到混合液E4中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)O7,物質(zhì)O7經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)O;
(23)將4.57克鈦酸四正丁脂在在1000r/min攪拌條件下加入到750mL無水乙醇中,在1000r/min條件下攪拌5分鐘,然后加入4mL濃硝酸,搖勻后分成等量5份,得到混合液F1、混合液F2、混合液F3、混合液F4、混合液F5;
(24)將3.7mL正硅酸四乙酯和12mL乙酰丙酮加入到混合液F1中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液G1;
(25)將物質(zhì)O加入到混合液G1中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)P1,物質(zhì)P1經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)P2;
(26)將3.4mL正硅酸四乙酯和13mL乙酰丙酮加入到混合液F2中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液G2;
(27)將物質(zhì)P2加入到混合液G2中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)P3,物質(zhì)P3經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)P4;
(28)將3.1mL正硅酸四乙酯和14mL乙酰丙酮加入到混合液F3中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液G3;
(29)將物質(zhì)P4加入到混合液G3中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)P5,物質(zhì)P5經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)P6;
(30)將2.8mL正硅酸四乙酯和15mL乙酰丙酮加入到混合液F4中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液G4;
(31)將物質(zhì)P6加入到混合液G4中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)P7,物質(zhì)P7經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)P8;
(32)將2.5mL正硅酸四乙酯和16mL乙酰丙酮加入到混合液F5中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液G5;
(33)將物質(zhì)P8加入到混合液G4中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)P9,物質(zhì)P9經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)P;
(34)將7.28克ZrCl4和800mL質(zhì)量百分比濃度為10%的檸檬酸鈉溶液加入到容積為1000mL錐形瓶中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,搖勻后分成等量4份,得到混合液H1、混合液H2、混合液H3、混合液H4;
(35)將30mL摩爾濃度為0.27mol/L的PbCl2溶液和70mL摩爾濃度為0.95mol/L的CeCl3溶液加入到混合液H1中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液J1;
(36)將物質(zhì)P加入到混合液J1中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)Q1,物質(zhì)Q1經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)Q2;
(37)將40mL摩爾濃度為0.47mol/L的PbCl2溶液和60mL摩爾濃度為0.75mol/L的CeCl3溶液加入到混合液H2中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液J2;
(38)將物質(zhì)Q2加入到混合液J2中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)Q3,物質(zhì)Q3經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)Q4;
(39)將50mL摩爾濃度為0.67mol/L的PbCl2溶液和50mL摩爾濃度為0.55mol/L的CeCl3溶液加入到混合液H3中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液J3;
(40)將物質(zhì)Q4加入到混合液J3中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)Q5,物質(zhì)Q5經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)Q6;
(41)將60mL摩爾濃度為0.87mol/L的PbCl2溶液和40mL摩爾濃度為0.35mol/L的CeCl3溶液加入到混合液H4中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液J4;
(42)將物質(zhì)Q6加入到混合液J4中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)Q7,物質(zhì)Q7經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)Q;
(43)將23.54克NiCl2和7.61克AlCl3加入到800mL去離子水中,在1000r/min條件下攪拌10分鐘,搖勻后分成等量5份,得到混合液K1、混合液K2、混合液K3、混合液K4、混合液K5;
(44)將12.07克NaOH和8.09克Na2CO3加入到800mL去離子水中,在1000r/min條件下攪拌10分鐘,搖勻后分成等量5份,得到混合液L1、混合液L2、混合液L3、混合液L4、混合液L5;
(45)在1000r/min攪拌條件下將混合液L1滴加到混合液K1中,得到混合液X1,用摩爾濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液將混合液X1的pH值調(diào)至9.5~10.0,得到混合液Y1;
(46)將40mL摩爾濃度為0.21mol/L的CoCl2溶液加入到混合液Y1中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液Z1;
(47)將物質(zhì)Q加入到混合液Z1中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)R1,物質(zhì)R1經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)R2;
(48)在1000r/min攪拌條件下將混合液L2滴加到混合液K2中,得到混合液X2,用摩爾濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液將混合液X2的pH值調(diào)至9.5~10.0,得到混合液Y2;
(49)將50mL摩爾濃度為0.41mol/L的CoCl2溶液加入到混合液Y2中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液Z2;
(50)將物質(zhì)R2加入到混合液Z2中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)R3,物質(zhì)R3經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)R4;
(51)在1000r/min攪拌條件下將混合液L3滴加到混合液K3中,得到混合液X3,用摩爾濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液將混合液X3的pH值調(diào)至9.5~10.0,得到混合液Y3;
(52)將60mL摩爾濃度為0.61mol/L的CoCl2溶液加入到混合液Y3中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液Z3;
(53)將物質(zhì)R4加入到混合液Z3中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)R5,物質(zhì)R5經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)R6;
(54)在1000r/min攪拌條件下將混合液L4滴加到混合液K4中,得到混合液X4,用摩爾濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液將混合液X4的pH值調(diào)至9.5~10.0,得到混合液Y4;
(55)將70mL摩爾濃度為0.81mol/L的CoCl2溶液加入到混合液Y4中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液Z4;
(56)將物質(zhì)R6加入到混合液Z4中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)R7,物質(zhì)R7經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)R8;
(57)在1000r/min攪拌條件下將混合液L5滴加到混合液K5中,得到混合液X5,用摩爾濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液將混合液X5的pH值調(diào)至9.5~10.0,得到混合液Y5;
(58)將80mL摩爾濃度為1.01mol/L的CoCl2溶液加入到混合液Y5中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液Z5;
(59)將物質(zhì)R8加入到混合液Z5中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)R9,物質(zhì)R9經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到的物質(zhì)即為用于超臨界水氧化去除二甲基甲酰胺的負(fù)載型泡沫鐵催化劑。
本發(fā)明的有益效果是,制得的用于超臨界水氧化去除二甲基甲酰胺的負(fù)載型泡沫鐵催化劑具有穩(wěn)定性強(qiáng)、活性高、壽命長、對二甲基甲酰胺去除效率高等特點。
具體實施方式
本發(fā)明提供一種用于超臨界水氧化去除二甲基甲酰胺的負(fù)載型泡沫鐵催化劑,下面通過一個實例來說明其實施過程。
實施例1.
(1)將粒徑為4~6mm的117g泡沫鐵顆粒用300mL去離子水洗滌后放入500mL丙酮中浸泡1h,過濾后除去液體得到物質(zhì)M0,物質(zhì)M0經(jīng)300mL去離子水洗滌后得到物質(zhì)M1,將物質(zhì)M1放入到300mL摩爾濃度為2.5mol/L的鹽酸溶液中浸泡0.5h,過濾后除去液體得到物質(zhì)M2,物質(zhì)M2用300mL去離子水洗滌,再用500mL質(zhì)量百分比濃度為95%的乙醇洗滌后在85℃的干燥箱中放置1.5h,得到物質(zhì)M3,將物質(zhì)M3加入到250mL摩爾濃度為2.68mol/L的AgNO3溶液中,在溫度為65℃的搖床中搖動75分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)M4,物質(zhì)M4經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為97%的乙醇洗滌后在76℃的干燥箱中放置140分鐘,然后置于馬弗爐中在488℃條件下焙燒72分鐘,得到物質(zhì)M;
(2)將3.53克聚乙烯吡咯烷酮和650mL質(zhì)量百分比濃度為80%的甲醇溶液加入到容積為1000mL錐形瓶中,在1000r/min條件下攪拌10分鐘,搖勻后分成等量5份,得到混合液A1、混合液A2、混合液A3、混合液A4、混合液A5;
(3)將1.69克三水合三氯化銠和850mL去離子水加入到容積為1000mL錐形瓶中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,搖勻后分成等量5份,得到混合液B1、混合液B2、混合液B3、混合液B4、混合液B5;
(4)將物混合液A1和19mL質(zhì)量百分比濃度為37%的甲醛溶液加入到混合液B1中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液C1;
(5)將物質(zhì)M加入到混合液C1中,在溫度為45℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)N1,物質(zhì)N1經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)N2;
(6)將物混合液A2和17mL質(zhì)量百分比濃度為37%的甲醛溶液加入到混合液B2中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液C2;
(7)將物質(zhì)N2加入到混合液C2中,在溫度為45℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)N3,物質(zhì)N3經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)N4;
(8)將物混合液A3和15mL質(zhì)量百分比濃度為37%的甲醛溶液加入到混合液B3中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液C3;
(9)將物質(zhì)N4加入到混合液C3中,在溫度為45℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)N5,物質(zhì)N5經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)N6;
(10)將物混合液A4和13mL質(zhì)量百分比濃度為37%的甲醛溶液加入到混合液B4中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液C4;
(11)將物質(zhì)N6加入到混合液C4中,在溫度為45℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)N7,物質(zhì)N7經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)N8;
(12)將物混合液A5和11mL質(zhì)量百分比濃度為37%的甲醛溶液加入到混合液B5中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液C5;
(13)將物質(zhì)N8加入到混合液C5中,在溫度為45℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)N9,物質(zhì)N9經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)N;
(14)將5.38克MgCl2和7.24克ZnCl2加入到800mL乙醇中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,加入5mL濃硝酸,搖勻后分成等量4份,得到混合液D1、混合液D2、混合液D3、混合液D4;
(15)將2.34克尿素和0.58克氟化銨加入到混合液D1中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液E1;
(16)將物質(zhì)N加入到混合液E1中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)O1,物質(zhì)O1經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)O2;
(17)將2.24克尿素和0.56克氟化銨加入到混合液D2中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液E2;
(18)將物質(zhì)O2加入到混合液E2中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)O3,物質(zhì)O3經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)O4;
(19)將2.14克尿素和0.54克氟化銨加入到混合液D3中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液E3;
(20)將物質(zhì)O4加入到混合液E3中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)O5,物質(zhì)O5經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)O6;
(21)將2.04克尿素和0.52克氟化銨加入到混合液D4中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液E4;
(22)將物質(zhì)O6加入到混合液E4中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)O7,物質(zhì)O7經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)O;
(23)將4.57克鈦酸四正丁脂在在1000r/min攪拌條件下加入到750mL無水乙醇中,在1000r/min條件下攪拌5分鐘,然后加入4mL濃硝酸,搖勻后分成等量5份,得到混合液F1、混合液F2、混合液F3、混合液F4、混合液F5;
(24)將3.7mL正硅酸四乙酯和12mL乙酰丙酮加入到混合液F1中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液G1;
(25)將物質(zhì)O加入到混合液G1中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)P1,物質(zhì)P1經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)P2;
(26)將3.4mL正硅酸四乙酯和13mL乙酰丙酮加入到混合液F2中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液G2;
(27)將物質(zhì)P2加入到混合液G2中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)P3,物質(zhì)P3經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)P4;
(28)將3.1mL正硅酸四乙酯和14mL乙酰丙酮加入到混合液F3中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液G3;
(29)將物質(zhì)P4加入到混合液G3中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)P5,物質(zhì)P5經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)P6;
(30)將2.8mL正硅酸四乙酯和15mL乙酰丙酮加入到混合液F4中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液G4;
(31)將物質(zhì)P6加入到混合液G4中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)P7,物質(zhì)P7經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)P8;
(32)將2.5mL正硅酸四乙酯和16mL乙酰丙酮加入到混合液F5中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液G5;
(33)將物質(zhì)P8加入到混合液G4中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)P9,物質(zhì)P9經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)P;
(34)將7.28克ZrCl4和800mL質(zhì)量百分比濃度為10%的檸檬酸鈉溶液加入到容積為1000mL錐形瓶中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,搖勻后分成等量4份,得到混合液H1、混合液H2、混合液H3、混合液H4;
(35)將30mL摩爾濃度為0.27mol/L的PbCl2溶液和70mL摩爾濃度為0.95mol/L的CeCl3溶液加入到混合液H1中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液J1;
(36)將物質(zhì)P加入到混合液J1中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)Q1,物質(zhì)Q1經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)Q2;
(37)將40mL摩爾濃度為0.47mol/L的PbCl2溶液和60mL摩爾濃度為0.75mol/L的CeCl3溶液加入到混合液H2中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液J2;
(38)將物質(zhì)Q2加入到混合液J2中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)Q3,物質(zhì)Q3經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)Q4;
(39)將50mL摩爾濃度為0.67mol/L的PbCl2溶液和50mL摩爾濃度為0.55mol/L的CeCl3溶液加入到混合液H3中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液J3;
(40)將物質(zhì)Q4加入到混合液J3中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)Q5,物質(zhì)Q5經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)Q6;
(41)將60mL摩爾濃度為0.87mol/L的PbCl2溶液和40mL摩爾濃度為0.35mol/L的CeCl3溶液加入到混合液H4中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液J4;
(42)將物質(zhì)Q6加入到混合液J4中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)Q7,物質(zhì)Q7經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)Q;
(43)將23.54克NiCl2和7.61克AlCl3加入到800mL去離子水中,在1000r/min條件下攪拌10分鐘,搖勻后分成等量5份,得到混合液K1、混合液K2、混合液K3、混合液K4、混合液K5;
(44)將12.07克NaOH和8.09克Na2CO3加入到800mL去離子水中,在1000r/min條件下攪拌10分鐘,搖勻后分成等量5份,得到混合液L1、混合液L2、混合液L3、混合液L4、混合液L5;
(45)在1000r/min攪拌條件下將混合液L1滴加到混合液K1中,得到混合液X1,用摩爾濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液將混合液X1的pH值調(diào)至9.5~10.0,得到混合液Y1;
(46)將40mL摩爾濃度為0.21mol/L的CoCl2溶液加入到混合液Y1中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液Z1;
(47)將物質(zhì)Q加入到混合液Z1中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)R1,物質(zhì)R1經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)R2;
(48)在1000r/min攪拌條件下將混合液L2滴加到混合液K2中,得到混合液X2,用摩爾濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液將混合液X2的pH值調(diào)至9.5~10.0,得到混合液Y2;
(49)將50mL摩爾濃度為0.41mol/L的CoCl2溶液加入到混合液Y2中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液Z2;
(50)將物質(zhì)R2加入到混合液Z2中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)R3,物質(zhì)R3經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)R4;
(51)在1000r/min攪拌條件下將混合液L3滴加到混合液K3中,得到混合液X3,用摩爾濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液將混合液X3的pH值調(diào)至9.5~10.0,得到混合液Y3;
(52)將60mL摩爾濃度為0.61mol/L的CoCl2溶液加入到混合液Y3中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液Z3;
(53)將物質(zhì)R4加入到混合液Z3中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)R5,物質(zhì)R5經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)R6;
(54)在1000r/min攪拌條件下將混合液L4滴加到混合液K4中,得到混合液X4,用摩爾濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液將混合液X4的pH值調(diào)至9.5~10.0,得到混合液Y4;
(55)將70mL摩爾濃度為0.81mol/L的CoCl2溶液加入到混合液Y4中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液Z4;
(56)將物質(zhì)R6加入到混合液Z4中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)R7,物質(zhì)R7經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到物質(zhì)R8;
(57)在1000r/min攪拌條件下將混合液L5滴加到混合液K5中,得到混合液X5,用摩爾濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液將混合液X5的pH值調(diào)至9.5~10.0,得到混合液Y5;
(58)將80mL摩爾濃度為1.01mol/L的CoCl2溶液加入到混合液Y5中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液Z5;
(59)將物質(zhì)R8加入到混合液Z5中,在溫度為48℃的搖床中搖動15分鐘,冷卻到室溫后過濾除去液體得到物質(zhì)R9,物質(zhì)R9經(jīng)100mL質(zhì)量百分比濃度為92%的乙醇洗滌后在65℃的干燥箱中放置110分鐘,然后置于馬弗爐中在490℃條件下焙燒60分鐘,得到的物質(zhì)即為用于超臨界水氧化去除二甲基甲酰胺的負(fù)載型泡沫鐵催化劑。
下面是運用本發(fā)明方法制得的用于超臨界水氧化去除二甲基甲酰胺的負(fù)載型泡沫鐵催化劑在續(xù)流固定床超臨界反應(yīng)器中對含有二甲基甲酰胺的廢水進(jìn)行了氧化降解試驗,進(jìn)一步說明本發(fā)明。
將本發(fā)明方法制得的負(fù)載型泡沫鐵催化劑裝填在連續(xù)流固定床超臨界水反應(yīng)器中,對含有二甲基甲酰胺的廢水進(jìn)行了降解試驗,結(jié)果表明裝填有該負(fù)載型泡沫鐵催化劑的連續(xù)流固定床超臨界水反應(yīng)器能夠高效去除廢水中的二甲基甲酰胺,當(dāng)廢水中的二甲基甲酰胺濃度為36.4mg/L時,在溫度為365℃,壓力為25.5MPa,停留時間為37秒的反應(yīng)條件下,處理后出水中的二甲基甲酰胺濃度降低到2.5mg/L。