[发明专利]一种高效处理甲基橙废水的三元复合氧化物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种高效处理甲基橙废水的三元复合氧化物及其制备方法和应用，属于废水处理领域。该制备方法包括：将镧盐、钼盐、铈盐和柠檬酸加入水中，再依次加入十二烷基三甲基氯化铵和乙二醇，水浴加热条件下形成凝胶，凝胶干燥后在280‑400℃下焙烧1‑2h，再在600‑800℃下煅烧7‑15h，得到三元复合氧化物。本发明得到的三元复合氧化物活性高，在常温常压下，无需光照条件下即能有效处理甲基橙废水，对不同浓度的甲基橙废水均有很高去除率，且该三元复合氧化物可以重复利用。

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种处理甲基橙废水的复合氧化物及其制备方法。

背景技术

随着经济的快速发展，现代工业的迅速壮大，行业的发展，有毒害难以讲解的有机废水的排放量也大量增加，医药、化工和染料等行业的发展，更使得高含量的难降解废水增多，这类废水的COD通常很高，而有机废水中最具有代表性的就是甲基橙废水，甲基橙的排放来自于纺织、塑料、造纸、皮革等产业，甲基橙给淡水带来的不单是颜色污染，少量的甲基橙也会阻碍阳光在水的渗透性，从而严重的影响了水中生物的生存，破坏水中生物生态的平衡，再加上甲基橙具有的剧毒性和致癌性，因此如何有效的处理有机废水收到广泛关注，虽然现有专利公开了多种催化降解甲基橙的物质，但是存在各种限制或者不足。

专利201410146893.0《一种钙钛矿/多糖复合光催化剂降解甲基橙的方法》公开了采用凝胶-溶胶法制备钙钛矿氧化物，再将钙钛矿与壳聚糖复合，该复合光催化剂制备繁琐，且降解甲基橙是需要在紫外光照射下470-490min，且第一次的降解效率不超过70％。

专利201410526490.9《一种AgI基无机-有机杂化半导体材料的合成及光催化降解染料的应用》公开了在无机AgI半导体系统中引入含N、S原子的有机组分，但是同样需要在紫外光照射下辐射75min。

专利201510373800.2《一种含铁活性物的微生物合成法及其在甲基橙降解催化领域的应用》，该催化剂包括含铁活性物73％，柠檬酸20％和二氧化钛7％，其中利用氧化亚铁杆菌与硫酸亚铁反应得到的含铁活性物，该催化剂利用含铁活性物在水中产生活性较高的Fe(OH)²⁺、Fe₂(OH)₂⁴⁺，这些物质在有机酸、氧气作用下与二氧化钛协同产生强氧化性的含氧自由基，该催化剂需要生物培养1-3天，对氧化亚铁杆菌活性有一定要求，且现有生物培养的产率要远低于化学合成方法。

专利201410579948.7《一种高效吸附甲基橙染料的改性石墨烯及其制备方法》公开了将水溶性壳聚糖季铵盐通过化学作用，对石墨烯进行改性，提高石墨烯对甲基橙染料的吸附性能，但是当甲基橙浓度高于50mg/L时吸附率降低，仅仅不到87％。

发明内容

本发明的目的是提供一种不需要外加光源照射条件下处理大量甲基橙废水的三元复合氧化物及其制备方法和应用。

为了实现本发明的目的，通过大量试验研究并不懈努力，最终获得如下技术方案：一种高效处理甲基橙废水的三元复合氧化物制备方法，包括如下步骤：

(1)取镧盐、钼盐、铈盐和柠檬酸，依次加入水中，搅拌溶解得到混合溶液，其中镧盐中的镧、钼盐中的钼、铈盐中的铈、柠檬酸和水的摩尔比为(0.07-0.12)：1：(4-8)：(10-15)：(80-200)；

(2)混合溶液中边搅拌边缓慢滴加十二烷基三甲基氯化铵，滴加完毕后再继续搅拌10-15min，十二烷基三甲基氯化铵加入量为镧、钼、铈三种元素摩尔总量的5-8％；

(3)将步骤(2)得到的混合溶液在70-90℃下水浴加热，同时加入乙二醇，乙二醇加入量为柠檬酸摩尔量的1-1.8倍，继续搅拌直至形成凝胶；

(4)将凝胶干燥后研磨成颗粒，得到的干凝胶颗粒在280-400℃下焙烧1-2h，再在600-800℃下煅烧7-15h，得到三元复合氧化物。