[发明专利]利用CoFe2O4/OMC复合材料活化过硫酸盐处理染料废水的方法

说明书

本发明涉及水处理领域，公开了一种利用CoFe₂O₄/OMC复合材料活化过硫酸盐处理染料废水的方法。本发明的目的在于解决现有尖晶石型CoFe₂O₄在催化过硫酸盐过程中催化效率偏低的问题，找出一种更为高效、节能、环保的新方法。方法：一、过硫酸盐与含有机染料的水溶液混合；二、制备CoFe₂O₄/OMC复合材料；三、投加CoFe₂O₄/OMC复合材料；四、用外加磁场分离CoFe₂O₄/OMC复合材料，即完成一种利用CoFe₂O₄/OMC复合材料活化过硫酸盐处理染料废水的方法。使用该方法对典型有机染料罗丹明B的去除效果明显，去除率达到90%~95%，并且可通过外加磁场实现复合催化材料的回收再利用，节约成本。

技术领域

本发明涉及一种利用CoFe₂O₄/OMC复合材料活化过硫酸盐处理染料废水的方法，属于水处理技术领域。

背景技术

不同行业(纺织、造纸、皮革、食品、染料制造等)排放的染料废水被认为是水体污染的重要来源。据统计，全世界每年染料的总产量约 1,000,000吨。染料废水具有色度大、盐度高、可生化性差等特点，若直接排放到水体中会对人类和环境造成极大的危害。罗丹明B是一种重要的水溶性氧杂蒽有机染料，纺织行业排放的废水中一半以上均含有该物质。罗丹明B的存在会减弱水体的透光性，降低水中的溶氧量，抑制水生生物的光合作用，直接危害水生生物的生长和生存。更为重要的是，罗丹明B是一种可疑的致癌物质，复杂的结构和稳定的性质使其对生物处理和光降解具有相当的抵抗作用，排入水源中可能对人类饮水安全造成严重危害。因此，亟需寻求有效的源头与过程控制方法解决水环境中罗丹明B的污染问题。

非均相催化过硫酸盐氧化技术是具有发展潜力的难降解有机污染物氧化去除新技术，以固体材料作为催化剂，使过硫酸盐分解产生高氧化活性的硫酸自由基(SO4-)，以实现水中有机污染物的高效去除。作为新型磁性材料，尖晶石型铁氧体在非均相催化过硫酸盐领域受到研究者们的青睐。据报道，尖晶石型CoFe₂O₄在催化过硫酸盐降解有机污染物的同时，能够通过外加磁场快速分离，且在使用过程中表现出良好的稳定性和回用性。然而，尖晶石型CoFe₂O₄的比表面积小，且在溶液中严重的颗粒团聚进一步减少与有机污染物的接触机会，降低了催化效率。因此，研制更为高效、稳定的非均相过硫酸盐催化剂成为水处理中具有工程应用价值的课题。

有序介孔材料具有高比表面积，在介观范围内可调且均一分布的孔径，以及在很广范围内可调节的骨架组成，使其成为一种具有巨大应用潜力的催化剂载体。金属氧化物能够嵌入有序介孔材料并固定在其框架内，所形成的有序介孔复合物具备高比表面积、均一孔径和大孔容等特点。在复合催化剂的应用过程中发现，有序介孔材料和金属氧化物能够发生显著的协同效应，一旦有机污染物被吸附到有序介孔材料的网络结构中，很容易接触到金属氧化物，从而被其表面产生的活性物种氧化分解。因此，如能将尖晶石型铁氧体负载在有序介孔材料的骨架上，则可以保证催化剂方便回收的同时，解决尖晶石型铁氧体低比表面积和颗粒团聚等问题，开发其对过硫酸盐更为高效的催化活性，这在控制水中难降解有机污染物、保障水环境安全的研究领域将是一个全新的突破。

发明内容

本发明的目的在于解决现有尖晶石型CoFe₂O₄在催化过硫酸盐的过程中催化效率偏低的问题，找出一种利用CoFe₂O₄/OMC复合材料活化过硫酸盐处理染料废水的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种利用CoFe₂O₄/OMC复合材料活化过硫酸盐处理染料废水的方法，是按以下步骤完成的：