[发明专利]一种催化剂组合物及其制备方法和在处理亚甲基蓝工业废水方面的应用

说明书

本发明涉及一种Li₂Ni₂Mo₃O₁₂催化剂组合物及其制备方法和在处理亚甲基蓝工业废水方面的应用，属于无机功能材料制备技术领域。本发明的Li₂Ni₂Mo₃O₁₂催化剂组合物是将锂化合物、镍盐、钼酸盐和柠檬酸按摩尔比为1：1：1.5：7～20的比例依次加入水中，搅拌溶解，然后加入乙二醇，升温到100℃～130℃，继续搅拌形成凝胶，最后将凝胶在400℃～900℃下煅烧4～15小时制得。本发明的催化剂在常温常压，也无需光照射下即能高效催化双氧水氧化分解工业废水中的亚甲基蓝染料，具有制备简单快速，降解有机污染物速度快且效果显著，处理成本低，不产生二次污染等优点。另外，本发明的催化剂还可多次循环使用，本发明的Li₂Ni₂Mo₃O₁₂催化剂在第二、第三次循环使用中对工业废水中亚甲基蓝的降解率均超过90.0％。

技术领域

本发明属于无机功能材料制备技术领域，涉及一种催化剂组合物，尤其涉及一种Li₂Ni₂Mo₃O₁₂催化剂组合物及其制备方法和在处理亚甲基蓝工业废水方面的应用。

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、光催化法、吸附法、膜分离法及高级氧化技术等。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。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。

在氧化技术法中，通常是采用由亚铁离子和双氧水组成的芬顿试剂降解有机染料，原理是亚铁离子催化双氧水分解有机物，但该方法存在亚铁离子难以回收且易造成二次污染等缺点。申请号为201110058905.0的专利申请公开了一种可降解MB工业废水的Cu₂S催化剂的制备方法和应用，该专利申请是将二价铜与有机物4-氯-3-氨基苯磺酸反应制备铜有机配合物，然后以乙二醇和乙二胺为溶剂，加入铜有机配合物和可溶性硫化物，在水热反应釜中反应6～48小时制备得到Cu₂S催化剂，Cu₂S催化双氧水降解亚甲基蓝染料的时间是100分钟，因此该方法存在制备工艺复杂，且Cu₂S对亚甲基蓝降解时间长，降解效率低等缺陷。申请号为200510122782.7的专利申请公开了一种亚甲基蓝染料废水处理方法及催化剂制备方法，该方法以溶剂热法制备锰的纳米结构氧化物，并催化双氧水分解亚甲基蓝染料，同样存在催化剂制备工艺复杂，降解亚甲基蓝染料时间所需时间长等不足。授权公告号为CN102760876B的专利公开了一种铌酸盐及其复合材料与其在二次锂电池中的应用，铌酸盐具有如下通式：LaMbNbcOd，L选自Li、Na或K的一种或几种；M选自B、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Ce、Y、Zr、Mo、La、Ta中的一种或几种，但是该发明中制得的铌酸盐及其复合材料主要作为二次锂离子电池的负极使用。

发明内容