本發(fā)明涉及污水處理用催化劑，特別是一種用于處理含萘污水的類芬頓光催化劑的制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著石油、煤化工、制藥和染料行業(yè)的發(fā)展，含芳烴工業(yè)污水問題日趨嚴重。含芳烴工業(yè)污水中的多環(huán)芳烴有機污染物具有很高的化學穩(wěn)定性，且具有難自降解和易富集的特性。萘是由2個苯環(huán)共用2個相鄰碳原子稠合而成，為最常見多環(huán)芳烴的代表物質(zhì)，是各國環(huán)保部門首要控制的有機污染物。采用常規(guī)的物理吸附法、生物降解法、臭氧氧化等污水處理工藝難以達到含萘污水理想的處理效果，主要表現(xiàn)在較低的萘降解率、ph值適應(yīng)寬度和重復穩(wěn)定性。

2、非均相可見光類芬頓處理是結(jié)合光電效應(yīng)和非均相條件下類芬頓反應(yīng)的技術(shù)，其原理是采用具有多化合價的金屬在光照條件下和過氧化氫以鏈式反應(yīng)的方式得到具有氧化能力的羥基自由基，能有效降解有機污染物。

3、因此，開發(fā)一種萘降解率高、ph值適應(yīng)寬度大和重復穩(wěn)定性好的類芬頓光催化劑，必將成為突破含萘污水處理技術(shù)瓶頸的理想途徑。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種用于處理含萘污水的類芬頓光催化劑的制備方法，通過該方法制備的光催化劑材料，對含萘污水的處理具有高降解率、寬ph值適應(yīng)性和高重復穩(wěn)定性。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

3、本發(fā)明提供一種用于處理含萘污水的類芬頓光催化劑的制備方法，包含按順序進行的如下步驟：

4、步驟[1]在泡沫鎳基體表面形成ni2[ptcdi(co2)2]有機化合物層；

5、步驟[2]通過磺酸基替代反應(yīng)將所述ni2[ptcdi(co2)2]轉(zhuǎn)化為ni2[ptcdi(co2)(so3)]；

6、步驟[3]在ni2[ptcdi(co2)(so3)]有機化合物層上負載納米晶ceyw1-x-ymoxs2(0<x≤0.4,0<y≤0.3))。

7、優(yōu)選的，所述步驟[1]具體包括如下操作：

8、a1.將乙酰苯胺、氨基甲酸乙酯、鄰苯二甲酰肼、氯化鎳加入去離子水，混合均勻形成反應(yīng)液；

9、a2.將泡沫鎳試樣浸入所述反應(yīng)液中，在60-90℃下反應(yīng)20-26小時，獲得表面形成有ni2[ptcdi(co2)2]的泡沫鎳，記為中間物a；

10、優(yōu)選的，步驟a1中所述反應(yīng)液中的乙酰苯胺濃度為145g/l-210g/l、氨基甲酸乙酯濃度為110g/l-180g/l、鄰苯二甲酰肼濃度為60g/l-90g/l、氯化鎳濃度為30g/l-50g/l。

11、優(yōu)選的，步驟a2中，每一升所述反應(yīng)液中所浸入的泡沫鎳的重量為320-370g。

12、優(yōu)選的，所述步驟[2]具體操作為：

13、b1.將4-甲基苯磺酸、3-氨基丙烷磺酸、1,2,3,4-四氫喹啉加入去離子水，混合均勻形成替代液；

14、b2.將中間物a浸入所述替代液中，在70-100℃下反應(yīng)16-24小時，獲得表面形成有ni2[ptcdi(co2)(so3)]有機化合物層的泡沫鎳，記為中間物b；

15、優(yōu)選的，步驟b1中所述替代液中的4-甲基苯磺酸濃度為60g/l-100g/l、3-氨基丙烷磺酸濃度為40g/l-70g/l、1,2,3,4-四氫喹啉濃度為50ml/l-80ml/l。

16、優(yōu)選的，步驟b2中每一升所述替代液中所浸入的中間物a的重量為240-300g。

17、優(yōu)選的，所述步驟[3]具體包括如下操作：

18、c1.將鉬酸銨、六羰基鎢、二硫化碳加入二苯硫醚，混合均勻形成處理液；將中間物b浸入所述處理液中，在60-90℃下反應(yīng)24-30小時，獲得中間物c；

19、c2.將三氯化鈰、硫酸二甲酯、草酸二乙酯加入四氫呋喃，混合均勻形成有機修飾液；將中間物c浸入所述有機修飾液中并作為陰極，不銹鋼為陽極，室溫下，以2.0～2.4v恒定電壓為電沉積電壓，電沉積30-40分鐘，最終獲得所述類芬頓光催化劑。

20、優(yōu)選的，步驟c1中所述處理液的鉬酸銨濃度為120g/l-150g/l、六羰基鎢濃度為210g/l-240g/l、二硫化碳濃度為120ml/l-160ml/l；每一升所述處理液中所浸入的中間物b的重量為50-80g。

21、優(yōu)選的，步驟c2中所述有機修飾液的三氯化鈰濃度為50g/l-80g/l、硫酸二甲酯濃度為20ml/l-40ml/l、草酸二乙酯濃度為10ml/l-30ml/l；每一升所述有機修飾液中所浸入的中間物c的重量為200-230g。

22、本發(fā)明的積極效果：根據(jù)本發(fā)明所述方法制備的類芬頓光催化劑(泡沫鎳基ni2[ptcdi(co2)(so3)]有機物負載ceyw1-x-ymoxs2)，其結(jié)構(gòu)特征為：ni2[ptcdi(co2)(so3)]有機物是以羧基和磺酸基替代酰亞胺部位的苝四甲酰二胺ptcdi(co2)(so3)與鎳離子形成的有機化合物，其中羧基和磺酸基替代的苝四甲酰二胺ptcdi(co2)(so3)由五個苯環(huán)稠合組成，具有分子共面特點的共軛體系；ceyw1-x-ymoxs2是鈰摻雜六方結(jié)構(gòu)的鎢鉬的硫化物，ceyw1-x-ymoxs2是泡沫鎳基ni2[ptcdi(co2)(so3)]有機物上形成的納米晶體，鎢鉬的硫化物經(jīng)鈰修飾可在界面區(qū)形成電子耗盡區(qū)和內(nèi)電場?；谏鲜鼋Y(jié)構(gòu)特征，ni2[ptcdi(co2)(so3)]有機物的分子共面結(jié)構(gòu)的共軛體系特點可以使該催化材料擁有寬吸收光譜、富集電子的特性；羧基和磺酸基替代苝四甲酰二胺的酰亞胺部位可有效避免光生載流子的復合和提高光的催化率；經(jīng)鈰修飾的鎢鉬硫化物光量子產(chǎn)率和可見光的利用率得到顯著提高，有效避免了電子和空穴復合；在可見光照射下，泡沫鎳基ni2[ptcdi(co2)(so3)]有機物負載ceyw1-x-ymoxs2類芬頓光催化材料多化合價的鎳和鈰可活化過氧化氫得到具有強氧化能力的羥基自由基和超氧自由基，導致非均相可見光類芬頓鏈式反應(yīng)，通過光催化和鎳和鈰離子對過氧化氫的協(xié)同作用，實現(xiàn)對含萘污水萘的降解和礦化。依據(jù)本發(fā)明制備的類芬頓光催化劑具有非均相可見光類芬頓處理含萘污水的萘高降解率、寬ph值適應(yīng)性和高重復穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種用于處理含萘污水的類芬頓光催化劑的制備方法，其特征在于，包含按順序進行的如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于處理含萘污水的類芬頓光催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟[1]具體包括如下操作：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于處理含萘污水的類芬頓光催化劑的制備方法，其特征在于：步驟a1中所述反應(yīng)液中的乙酰苯胺濃度為145g/l-210g/l、氨基甲酸乙酯濃度為110g/l-180g/l、鄰苯二甲酰肼濃度為60g/l-90g/l、氯化鎳濃度為30g/l-50g/l。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于處理含萘污水的類芬頓光催化劑的制備方法，其特征在于：步驟a2中，每一升所述反應(yīng)液中所浸入的泡沫鎳的重量為320-370g。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于處理含萘污水的類芬頓光催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟[2]具體操作為：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于處理含萘污水的類芬頓光催化劑的制備方法，其特征在于：步驟b1中所述替代液中的4-甲基苯磺酸濃度為60g/l-100g/l、3-氨基丙烷磺酸濃度為40g/l-70g/l、1,2,3,4-四氫喹啉濃度為50ml/l-80ml/l。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于處理含萘污水的類芬頓光催化劑的制備方法，其特征在于：步驟b2中每一升所述替代液中所浸入的中間物a的重量為240-300g。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于處理含萘污水的類芬頓光催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟[3]具體包括如下操作：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于處理含萘污水的類芬頓光催化劑的制備方法，其特征在于：步驟c1中所述處理液的鉬酸銨濃度為120g/l-150g/l、六羰基鎢濃度為210g/l-240g/l、二硫化碳濃度為120ml/l-160ml/l；每一升所述處理液中所浸入的中間物b的重量為50-80g。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于處理含萘污水的類芬頓光催化劑的制備方法，其特征在于：步驟c2中所述有機修飾液的三氯化鈰濃度為50g/l-80g/l、硫酸二甲酯濃度為20ml/l-40ml/l、草酸二乙酯濃度為10ml/l-30ml/l；每一升所述有機修飾液中所浸入的中間物c的重量為200-230g。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種用于處理含萘污水的類芬頓光催化劑的制備方法，包含按順序進行的如下步驟：步驟[1]在泡沫鎳基體表面形成Ni<subgt;2</subgt;[PTCDI(CO<subgt;2</subgt;)<subgt;2</subgt;]有機化合物層；步驟[2]通過磺酸基替代反應(yīng)將所述Ni<subgt;2</subgt;[PTCDI(CO<subgt;2</subgt;)<subgt;2</subgt;]轉(zhuǎn)化為Ni<subgt;2</subgt;[PTCDI(CO<subgt;2</subgt;)(SO<subgt;3</subgt;)]；步驟[3]在Ni<subgt;2</subgt;[PTCDI(CO<subgt;2</subgt;)(SO<subgt;3</subgt;)]有機化合物層上負載納米晶Ce<subgt;y</subgt;W<subgt;1?x?</subgt;<subgt;y</subgt;Mo<subgt;x</subgt;S<subgt;2</subgt;。通過本發(fā)明所述方法制備的光催化劑，對含萘污水的處理具有萘高降解率、寬pH值適應(yīng)性和高重復穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：趙明,于佳正,張斌
受保護的技術(shù)使用者：北方工業(yè)大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/11