[发明专利]去除废水CODCr的纳米材料及其作为催化剂去除废水CODCr的方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术的应用领域，具体地说涉及一种废水或污水的处理领域。

背景技术

我国不仅水资源短缺，而且还伴随着日益严重的水环境污染问题。COD_Cr是水质污染程度的一个重要指标，既可以作为水体受有机物污染的综合指标，又可以表示生活污水和工业污水中有机物的含量，因此各国的污水排放标准中都把COD作为重要指标严格控制。目前国内常规的处理方法有“絮凝再絮凝”；“生化再生化”，试验研究和实际结果均表明常规的混凝、沉淀及过滤只能去除水中20％-30％的COD，且由于溶解性有机物的存在，不利于破坏胶体的稳定性而使去除效果显著下降，不能满足所需要的要求。国外通常采用一级初沉，再经二级生化，再经三级活性炭吸附的方法，但活性炭的再生方法设设备，再生次数都有限，使其只能不断更新，运行费用高。

纳米材料作为光催化剂，有着许多优点，粒径小，比表面积大，光催化效率高，纳米二氧化钛作光催化剂用于废水处理的报道较多，但纳米TiO₂制备工艺复杂，条件要求苛刻，光照利用不充分，去除效率较低，很难实现工业化。鉴于上述应用过程中存在的问题，探索一种反应条件容易控制又效率高的新型催化剂是十分必要的。纳米氧化镁是随着纳米材料技术的发展而产生的一种新型功能精细的无机材料，具有明显的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应，经改性处理，无团聚现象，由于在热、光、电学和化学等方面呈现出独特的性能，在陶瓷、环境保护吸附剂、催化剂载体等领域得到了广泛的研究应用。在一些危险性高但又重要的化工原料，纳米氧化镁作为化学吸附剂具有吸附速率快、反应迅速、吸附量大等优点，在工业生产、环境保护等方面发挥着重要作用。纳米氧化镁作为催化剂已经受到广泛应用，但用纳米氧化镁去除COD的废水，目前资料信息未见报道。本发明的提出正是要解决上述这些技术难点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米材料作为催化剂去除COD_Cr废水的方法，解决了以往去除COD_Cr废水工艺复杂，反应条件要求苛刻，去除效率不高，光照利用不充分等问题。

本发明的去除废水COD_Cr的纳米材料，是一种锐矿型的纳米氧化镁。

所述的去除废水COD_Cr的纳米材料，平均粒径为10～80nm，比表面积为30-50m²/g。

所述的纳米材料作为催化剂去除废水COD_Cr的方法，经过下述步骤：将纳米氧化镁粉末加入COD_Cr废水中，在光源照射下搅拌，离心分离，得到去除COD_Cr后的溶液。

所述的去除废水COD_Cr的方法中，所述的光源为紫外光。

所述的去除废水COD_Cr的方法中，所述的加入纳米氧化镁粉末的量为1-20g/L。

所述的去除废水COD_Cr的方法中，所述的光源照射下搅拌时间为0.5-7h。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

由于采用纳米氧化镁作为催化剂，样品无味、无毒，粒径小，比表面积大，吸附能力强，产品纯度高；另外，反应操作工艺简单，条件容易控制，去除效率高。

附图说明

图1为实施例1的不同光照下COD_Cr的去除效果。

图2为实施例2的不同紫外光照时间下COD_Cr的去除效果

具体实施方式

实施例1

模拟COD_Cr为140mg/L的废水，取3份400mL水样于500mL烧杯中，投加7g/L的纳米氧化镁，在磁力搅拌条件下，控制溶液温度为25℃，分别在避光、自然光和紫外光反应3h，在高速离心机8000转的条件下离心5分钟，采用重铬酸钾法测定COD_Cr，避光下COD_Cr去除率约为14％，自然光下约是15％，紫外光下约是28％。结果见图1。

实施例2

采用与实施例1相同的水样，取6份400mL水样于500mL烧杯中，按不同投加量分别加入7、12和20g/L的纳米氧化镁，每个投加量做2个重复，分别在紫外光照磁力搅拌0.5、1、2、3.5、5、7h时，离心分离，得到去除COD_Cr后的溶液，在投加量为20g/L，反应时间为3.5h时，COD_Cr的去除率最大可达73％。结果见图2。