[发明专利]一种催化剂及其制备工艺以及用于处理污水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于氧化降解水中有机污染物的催化剂体系，特别是一种催化剂及 其制备工艺以及用于处理污水的方法

技术背景

水中有机污染物是当前国际上最受关注的污染物，这些化学物质大多属于难降 解的持久性化合物，其净化处理采用生物氧化往往难以奏效。目前的发展趋势是应 用高级化学氧化法加以降解，即利用现代的物理化学催化氧化技术强化有机物的降 解过程，达到净化除毒的效果。其作用机理是利用羟基自由基(HO)的氧化作用， 使水中有机污染物降解。

近年来，不少研究表明，过氧钒有机配合物作为催化剂对于多种类型的有机物都 显示出类酶作用.即在常温常压下，在水及有机溶剂中均具有较强的氧化催化作用.其 作用机理也是利用产生羟基自由基的过程.我们曾合成若干种不同结构的过氧钒有 机配合物，并用于催化降解水中有机污染物，取得良好效果.尽管如此，由于过氧钒有 机配合物在水中良好的溶解性，使得难以回收重复使用，不仅增加成本，更会产生新的 污染物.我们也曾尝试用吸附负载型催化剂，但其催化效果和稳定性均不理想.

与现有技术相比本发明具有以下优点。

由于采用了将过氧钒有机配合物″锚接″在不溶的固体表面的技术，因而可以获 得催化性能，催化稳定性以及容易回收等方面都使人满意的催化剂。

发明内容

本发明其目的就在于提供一种催化剂及其制备工艺以及用于处理污水的方法， 将过氧钒有机配合物″锚接″在不溶的固体表面，可以获得催化性能，催化稳定性以及 容易回收等方面都使人满意的催化剂.

具体的实施方式

催化剂，其催化活性点被″锚接″于不溶性的固体物表面上，包含：

1)一种包含至少一个N原子作配位点的三齿配体配位的钒的过氧化物；

2)利用一种含氨基的有机硅偶联剂；

3)用颗粒或粉末的二氧化硅或廉价的沙子作为锚链结构的固着表面。

催化剂适用于含有机物的污水的处理，有机物包括染料、酚类。

制备工艺，将二氧化硅或天然的沙子用含氨基的有机硅偶联剂处理，测定所导上 的氨基数，根据氨基数，按2倍摩尔的比例加入氯乙醇和KOH，反应温度为0℃-100℃、， 时间1hr-48hr，由这些步骤产生的中间产物是一种被锚连在载体上的过氧钒的配体， 将这种配体与V₂O₅及KOH.反应后，再加入H₂O₂，搅拌片刻即获得可用于催化水 中有机污染物的氧化降解的催化剂。

催化反应在10-40℃范围和常压下可顺利进行。

催化剂催化活性点处于载体表面，又可在一定范围内“游动”，不仅可提高催 化剂的有效浓度，而且可提高催化剂对于水中有机物的亲和力，使水中有机污染物得 以″富集”在催化剂周围。

催化剂处理污水的方法，

1)将催化剂加入污水中，同时加入双氧水，在室温下搅拌反应0.5-56hr，即可 过滤排放，过滤留下的催化剂继续使用；

2)将催化剂填满层析柱，使污水及双氧水按一定比例混合后，以一定的流速流 经该柱，流出的污水即可排放。

通过以下的实施例将有助进一步理解本发明，但不能限制本发明的内容。

实施例1

将95％乙醇搅拌下加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷使浓度达1％，搅拌水解5分钟 后，取2200ml，在其中加入1000g沙子搅拌2-5分钟，静置，过滤，用乙醇漂洗2次，晾干 后，移入110℃烘箱中烘20分钟.得中间产物A.

将A全部加入1000ml的0.2molNaOH溶液中，加入15ml氯乙醇于冰浴下反应 48hr左右，过滤，水洗2次，烘干.即得中间产物B.

称取V₂O₅18.2g和KOH5.6g，溶于1000ml水中，再加入上步生成的B，搅拌约30 分钟，然后加入30％的H₂O₂20ml，搅拌反应3hr.冷藏过夜，得红褐色物质，过滤，用水洗 涤2次，晾干，即得催化剂.

实施例2

取γ-氨丙基三乙氧基硅烷10克加入1000毫升水中，搅拌3分钟后，将玻璃纤维 200g浸入此溶液，片刻后，捞出，滤干，用水漂洗2次，晾干后，放入烘箱110℃30分钟.得 中间产物C。