[发明专利]一种光催化剂协同催化氧化降解水中苯酚的方法

说明书

本发明公开了一种光催化剂协同催化氧化降解水中苯酚的方法，属于光催化‑水处理技术领域，解决了现有方法降解效率低、存在二次污染的问题。本发明方法：取苯酚溶液，向其中加入纳米TiO₂和H₂O₂，溶液在避光条件下磁力搅拌10‑30min之后，用高压汞灯照射，磁力搅拌30‑60min。用H₂O₂敏化纳米TiO₂表现了催化剂的可见光化，其对可见光的吸收值可达550nm，H₂O₂敏化后，样品表面的吸附水和表面羟基减少，同时样品表现出拉曼增强效应。另外，H₂O₂在体系中可分解出·OH，·OH具有强氧化性，也能促进有机污染物的降解；本发明具有反应条件温和、处理效率高，无二次污染等优点。

技术领域

本发明属于光催化-水处理技术领域，具体涉及一种光催化剂协同催化氧化降解水中苯酚的方法。

背景技术

随着石油化工、塑料、合成纤维、焦化等工业的迅速发展，各种含苯酚废水也相应增多，由于酚的毒性大，并具有致癌、致畸、致突变的潜在毒性，而且涉及水生生物的生长和繁殖，污染饮用水水源，因此对含酚工业废水的排放必须有严格的规定，必须对含苯酚废水的产生和己经产生的含酚工业废水采取有效的处理措施，严格控制排放。因此工业含苯酚废水的处理，已成为工业废水方面急待解决的问题之一。

生物方法、活性炭吸附法和化学氧化法在含苯酚废水处理方面有着广泛的应用。但是在这些方法中，还存在一些不足。

生物处理在降解较稳定的分子或有毒化合物时则不尽完善，化学试剂容易造成水体二次污染。生物处理工艺包括活性污泥法、氧化塘、氧化沟、生物滤池等。但生物法所能处理的含苯酚废水对其他污染物也有一定的要求，在工业废水中，往往存在着对微生物具有抑制和杀害作用的有毒物质，这些物质使细胞的正常结构遭到破坏，菌体内的酶变质，并失去活性。

活性炭吸附法对于中等浓度的含苯酚废水也有较好的处理效果，但也存在着与高浓度含苯酚废水活性炭吸附法相同的缺点。除活性炭之外，炉灰、煤粉、半焦碳、硅藻、磺化煤、煤渣、二氧化硅、木粉以及氢氧化铝等也可以用作回收含苯酚废水中酚的吸附剂。其缺点是活性炭吸附法处理含苯酚废水运行不稳定，吸附饱和之后后期处理及维护成本高。

化学氧化法对中等浓度含苯酚废水的处理具有较好的效果，采用的氧化剂包括高锰酸钾、氯、二氧化氯、次氯酸钠、臭氧及过氧化氢等。Wrong-Chong和Dequittner认为使用氯的不足之处在于有形成氯酚化合物的风险，以及过剩的氯会与废水中的其他组分缔合生成有机氯化合物。而臭氧需要较高的投资以及购置臭氧发生器。高锰酸钾需要固体进料装置,而且单元氧化能力的消耗量较大。对于酚的单一溶液，每脱除lmg酚需消耗3.0-4.0mg的过氧化物。

近年来，人们发现光催化氧化技术能产生氧化能力很强的羟基自由基，加速废水中有机污染物完全降解，该技术越来越受到重视。

发明内容

本发明的目的是提供一种光催化剂协同催化氧化降解水中苯酚的方法，以解决现有方法降解效率低、存在二次污染的问题。

本发明的技术方案是：一种光催化剂协同催化氧化降解水中苯酚的方法，包括以下步骤：取苯酚溶液，向其中加入纳米TiO₂和H₂O₂，溶液在避光条件下磁力搅拌10-30min之后使纳米TiO₂充分光敏化，用高压汞灯照射，磁力搅拌30-60min。

作为本发明的进一步改进，纳米TiO₂的用量为：0.1-0.7g/L；所述H₂O₂的质量浓度为30％，用量为：0.1-0.7ml/L。