[发明专利]一种含有可见光响应型CaFe2O4催化剂的水处理剂及水处理方法

说明书

本发明公开了一种含有可见光响应型CaFe₂O₄催化剂的水处理剂及水处理方法。本发明中的一种含有可见光响应型CaFe₂O₄催化剂的水处理剂，包含质量比为5～2:1的CaFe₂O₄、单过硫酸盐。种处理水的方法，在光照条件下使用权利要求1或2所述的水处理剂。本发明的含有可见光响应型CaFe₂O₄催化剂的水处理剂在光照条件下能有效活化过氧单磺酸钾，且反应速度快，pH适用范围广；适用于对水中多种有机污染物的降解，因此具有广泛的应用前景。此外，该催化剂可循环使用，且为环境友好型催化剂。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种含有可见光响应型CaFe₂O₄催化剂的水处理剂及水处理方法。

背景技术

随着工农业的发展，各种农药、化肥大量使用，工业废水排放量逐年增加，使得水体污染日益严重将含有有毒有机污染物排入到水中后者土壤中将对水中生物和土壤的农作物产生很大的影响。其中，有毒、有害且难降解的有机污染物是污水处理中的重点和难点。基于SO₄^-•的高级氧化技术是近几年快速发展起来的新型水处理技术，因其能高效处理难降解有机物及对环境污染小的特点而得到了广泛关注。与传统的高级氧化技术的活性物种羟基自由基(•OH)相比，SO₄^-•是一种高活性的自由基，SO₄^-•（E⁰=2.5-3.1V）的氧化还原电位比•OH（E⁰=1.8-2.7V）高；SO₄^-•的寿命（半衰期为4s）较•OH（寿命小于1μs）长，因此极大提高了与污染物的接触机会，有利于对污染物的降解与矿化；克服了•OH只有在酸性条件下才能氧化有机物的缺点；对目标污染物有更好的选择性。

常用的SO₄^-•活化方法包括光、热、微波、超声以及过渡金属离子等。其中，过渡金属离子活化方法可在室温下快速进行，反应条件温和，且不需要外加能量，因此在环境净化领域显示了较大的优越性。但过渡金属离子不利于回收再利用，可能造成二次污染和生物毒性，因而限制了其广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种对水中多种有机污染物均具有很强的降解效果，且pH适用范围广，具有较好的循环使用效果的水处理剂。

本发明中的一种含有可见光响应型CaFe₂O₄催化剂的水处理剂，包含质量比为5～2:1 的CaFe₂O₄、单过硫酸盐。

优选的，所述单过硫酸盐为过氧单磺酸钾。

一种处理水的方法，在光照条件下使用权利要求1或2所述的水处理剂。

优选的，所述水处理剂的投入量为单过硫酸盐在水体的浓度为0.1～0.6g/L、CaFe₂O₄在水体中浓度为1～4g/L 的用量。

优选的，处理时间为20～120min。

优选的，处理时间为100min。

其中通过溶胶凝胶法制备CaFe₂O₄：

(1)往一定体积的去离子水中依次加入络合剂、Ca(NO₃)₂•4H₂O和Fe(NO₃)₃•9H₂O，置于恒温搅拌器中保持一定温度搅拌，使之充分混合；