[发明专利]一种光催化深度处理造纸废水的方法

权利要求书

1.一种光催化深度处理造纸废水的方法，其特征在于：在500W氙灯照射下，在COD_Cr的初始浓度为100~160mg/L中添加1~2g/L的光催化剂，在pH=3~8范围内，通过光催化剂的光降解能力使得COD_Cr去解率为95.5~97.6%；所述光催化剂为Ag-MnO₂@MnFe₂O₄@Fe₂O₃复合光催化剂；其中Ag的负载量为0.5~1wt%；所述Mn与Fe的摩尔比为1:20~1:50；

所述的光催化剂的制备方法，包括以下的步骤：

步骤（1）MnO₂纳米粉体的制备

称取高锰酸钾粉末和二价锰盐粉末，分别溶于去离子水中配制成高锰酸钾溶液和二价锰盐溶液；

将高锰酸钾溶液和二价锰盐溶液分别放入水浴锅中加热至80~100℃，保温1~4h；

分别对两种溶液施加脉冲电磁场；

将二价锰盐溶液匀速倒入高锰酸钾溶液中并不断搅拌1~4h，待反应完全后，进行真空抽滤，用去离子水和无水乙醇反复清洗，以去除杂质离子，将所得产物放入干燥箱内在70~90℃下干燥12~16h 至恒重；

用玛瑙研钵充分研磨，得到MnO₂纳米粉体；

所述高锰酸钾与二价锰盐的摩尔比为2:3；

步骤（2）MnO₂@MIL-100(Fe)的制备

将三价铁盐和对苯二甲酸溶解在70~90mL DMF 中，磁力搅拌2~5h，得到混合溶液；

取步骤（1）制备的MnO₂纳米粉体添加到上述混合液中，继续搅拌2~5h；

将混合溶液转移到100mL 聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，在100~130℃条件下持续加热18~24h；

自然冷却至室温，将所得的悬浊液分别用DMF、无水乙醇和超纯水洗涤，洗涤3~5次；

在真空干燥箱中50~70℃干燥过夜，得到MnO₂@MIL-100(Fe)；

其中MnO₂与三价铁的摩尔比为1:20~1:50；

步骤（3）MnO₂@MnFe₂O₄@Fe₂O₃的制备

将步骤（2）制备的MnO₂@MIL-100(Fe)置于石英舟中，以1~3℃·min^-1的升温速率加热到280~320℃，并恒温保温2~4h，再以1~2℃·min^-1的升温速率加热到 450~550℃后煅烧1~3h；

降温至室温，最后得到包覆MnO₂@MnFe₂O₄@Fe₂O₃；

步骤（4）Ag-MnO₂@ MnFe₂O₄@Fe₂O₃光催化剂的制备

将步骤（3）制备的MnO₂@MnFe₂O₄@Fe₂O₃超声分散于200mL去离子水中，加入一定量硝酸银溶液，在500W氙灯的照射下磁力搅拌40~60min；

用蒸馏水和无水乙醇清洗沉淀，分别洗涤3~5次，真空干燥20~24h后得到Ag- MnO₂@MnFe₂O₄@Fe₂O₃复合光催化剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤（1）中，所述二价锰盐为硝酸锰、醋酸锰、硫酸锰、氯化锰中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤（1）中，所述脉冲电磁场的条件为：功率为400W、频率为3Hz、处理时间90s。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤（2）中，所述三价铁盐为硫酸铁、氯化铁、硝酸铁、醋酸铁中的一种或多种。