[发明专利]一种钴锰复合氧化物的制备方法及降解染料废水的方法

说明书

本发明公开一种钴锰复合氧化物的制备方法及降解染料废水的方法，所述钴锰复合氧化物的制备方法包括：向钴盐溶液和锰盐溶液的混合液A中，加入沉淀剂，搅拌30～60min，然后分离出固体物质；将固体物质分散在蒸馏水中，加热至80～160℃进行水热反应8～20h，再分离出固体产物，得碳酸根插层钴锰类水滑石；在氮气氛围下，将碳酸根插层钴锰类水滑石加入到钨酸钠水溶液中，搅拌混合后加热至30～80℃搅拌反应6～20h，再分离出固体产物，得钨酸根插层钴锰类水滑石；将钨酸根插层钴锰类水滑石加热至500～600℃后保温0.5～2h，得钴锰复合氧化物。本发明制得的钴锰复合氧化物在催化活化过硫酸盐降解染料废水时，提高了对有机污染物的降解率，降低了金属阳离子的溶出率。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及染料废水处理技术领域，具体涉及一种钴锰复合氧化物的制备方法及降解染料废水的方法。

背景技术

染料废水主要来自染料及染料中间体的生产企业，由染整过程中排放处理的染料、浆料、助剂等组成。随着印染工业的迅猛发展，染料废水已成为水体中几种最主要的污染源之一。

染料废水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，这类物质具有很强的生物毒性、化学结构稳定性，会对人类和环境造成极大的危害。

目前，染料废水的处理方法主要有生物法、物理法、化学法及高级氧化技术等，其中，高级氧化技术是一种具有巨大应用潜力的环境净化技术。该技术能产生羟基自由基(·OH)等强氧化性基团，其可以无选择性地快速地将大分子染料分子氧化分解成低毒或者无毒的小分子物质，甚至完全矿化成CO₂、H₂O和相应的无机离子。

近年来，基于硫酸根自由基的高级氧化技术引起了人们的广泛关注，该技术通过催化活化过硫酸盐产生了硫酸根自由基，其与羟基自由基相比，具有更高的氧化活性、更宽的pH值应用范围、更长的半衰期等，能够更高程度地矿化水中的有机污染物。

通过过渡金属氧化物催化活化过硫酸盐产生硫酸根自由基，在室温下即可有效的降解染料废水中的有机污染物，无需外加能量(超声、热源和光源)，被认为是最可行的活化方式。但是，在以过渡金属氧化物作为催化剂降解染料废水时，往往存在催化剂易团聚成无规则的晶体结构而影响其催化性能，使得对染料废水中有机污染物降解率较低，以及金属阳离子在降解过程中溶出等率较高缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种钴锰复合氧化物的制备方法及降解染料废水的方法，旨在以过渡金属氧化物作为催化剂降解染料废水时，提高对染料废水中有机污染物的降解率，并降低金属阳离子的溶出率。

为实现上述目的，本发明提出一种钴锰复合氧化物的制备方法，包括以下步骤：

向钴盐溶液和锰盐溶液的混合液A中，加入沉淀剂，搅拌30～60min，然后分离出溶液中生成的固体物质；

将所述固体物质分散在蒸馏水中，然后加热至80～160℃进行水热反应8～20h，反应完毕后分离出其中的固体产物，得碳酸根插层钴锰类水滑石；

在氮气氛围下，将所述碳酸根插层钴锰类水滑石加入到钨酸钠水溶液中，搅拌混合后加热至30～80℃搅拌反应6～20h，反应完毕后分离出其中的固体产物，得钨酸根插层钴锰类水滑石；

将所述钨酸根插层钴锰类水滑石加热至500～600℃后保温0.5～2h，得焙烧产物，对所述焙烧产物进行洗涤和干燥，得钴锰复合氧化物。

可选地，所述钴盐溶液包括CoCl₂溶液、Co(NO₃)₂溶液和Co(CH₃COO)₂溶液中的至少一种。