[发明专利]一种可处理亚甲基蓝废水的催化剂组合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于无机功能材料制备技术领域，涉及可处理亚甲基蓝废水的催化剂组合物，尤其涉及一种可处理亚甲基蓝废水的三元复合氧化物K₂CuMo₂O₈催化剂及制备方法和应用。

背景技术

目前有机染料废水已经成为主要的水体污染源之一。该废水具有水量大、浓度高、成分复杂、色度深和难降解等特点。大多数染料还具有毒性、致癌性、致畸和致突变的作用。亚甲基蓝是一种重要的有机化学合成阳离子染料，工业应用非常广泛。例如，可应用于麻、蚕丝织物、纸张的染色及竹、木的着色，应用于生物、细菌组织的染色以及应用于制造墨水和色淀等。亚甲基蓝在工业上的广泛应用也将导致含亚甲基蓝染料废水对水体的严重污染。目前有机染料废水的处理方法主要有生物法、混凝法、高级氧化技术、光催化法、吸附法及膜分离法等。生物法受pH值、温度、盐份和染料种类等因素的影响，使得生物法处理的效果不够理想。混凝法的运行费用较高，泥渣量大而且脱水困难，适用的pH值范围窄。高级氧化技术成本高，常用氧化剂也会表现出氧化能力不强、存在选择性氧化等缺点，而且处理过程中容易引入杂质造成二次污染。光催化法需要光源照射体系，在实际应用中受天气影响大。吸附法易受水中的悬浮物和油脂等影响，而且吸附剂用量大和费用高。膜分离法分为电渗析法、反渗透法、纳滤法和超滤法等，其中电渗析法、反渗透法、纳滤法的优点是染料去除率高，能回收废水中的染料，工艺简单，但是所用膜的成本较高，操作压力较大，造成膜法的能耗偏高，影响了其工业化应用。传统的超滤法由于膜孔径较大，难以去除低分子量的有机污染物。因此，开发一种简单而且高效处理亚甲基蓝染料废水的催化剂具有重要的意义。

本专利申请发明人在此之前公开了几项与本专利申请相关的现有技术，例如，申请号为201410598642.6的专利申请“一种降解废水中亚甲基蓝染料的催化剂组合物及其制备方法和应用”和申请号为201210474494.8 的专利“一种用于处理亚甲基蓝染料废水的催化剂组合物及其制备方法和应用”，这两项申请分别采用通式为M₂O•Cr₂O₃•xWO₃和Na₂O•Cr₂O₃•xMoO₃(x=1～8) 的三元复合氧化物作为催化剂降解亚甲基蓝染料废水，但降解时间较长或降解效率不理想，因此，仍有待开发出一种新型催化剂组合物或复合氧化物，在进一步降低上述染料降解时间的同时，提高降解率，而本发明专利申请也正是发明人基于前述工作的基础上进一步研究所作出的成果。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种简单、高效降解亚甲基蓝废水的催化剂组合物及其制备方法和应用。

为了实现上述目的，本发明通过大量试验研究后获得了如下技术方案：

一种可处理亚甲基蓝废水的催化剂组合物，是一种复合氧化物，所述复合氧化物的通式为K₂CuMo₂O₈。

本发明的另一目的还在于提供一种上述所述可处理亚甲基蓝废水的复合氧化物的制备方法，该方法包括如下步骤：

（1）将钾化合物、铜盐、钼酸盐和柠檬酸依次加入水中，搅拌溶解，所述钾化合物中的钾、铜盐中的铜、钼酸盐中的钼、柠檬酸和水的摩尔比为1：0.5：1：4～10：150～250；

（2）加入乙二醇，乙二醇加入量为柠檬酸摩尔数的4倍，搅拌10min后，加热到100～130℃，继续搅拌形成凝胶；

（3）将凝胶在300～1000℃下煅烧4~15小时，得到所述具有颗粒状的三元复合氧化物K₂CuMo₂O₈。

优选地，如上所述可处理亚甲基蓝废水的催化剂组合物的制备方法，其中步骤（1）中所述钾化合物中的钾、铜盐中的铜、钼酸盐中的钼、柠檬酸和水的摩尔比为1: 0.5: 1: 5.5: 192。

优选地，如上所述可处理亚甲基蓝废水的催化剂组合物的制备方法，其中步骤（1）中所述的钾化合物选自如下的一种或多种：氢氧化钾、氯化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、硫酸钾、硫酸氢钾、硝酸钾、磷酸钾、磷酸氢钾、磷酸二氢钾、甲酸钾、醋酸钾、柠檬酸钾。