[发明专利]过渡金属复合氧化物的臭氧催化剂的低温制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种过渡金属复合氧化物的臭氧催化剂的低温制备方法及应用，本发明利用恶臭假单胞菌Pseudomonas sp.F2培养基中加入过渡金属溶液，制得臭氧催化剂，将臭氧催化剂和臭氧通入含苯并三唑的污染物中，可以降解苯并三唑。本发明中利用恶臭假单胞菌培养得到臭氧催化剂，制备条件温和、操作简单且节能环保，在液氮冷冻后，低温干燥制备出的臭氧催化剂孔道丰富、活性位点多、催化活性强，具有良好的臭氧催化剂效能。

技术领域

本发明属于生物质材料技术领域，特别是涉及一种过渡金属复合氧化物的臭氧催化剂的低温制备方法及应用。

背景技术

催化臭氧氧化技术是一种常见的高级氧化技术，金属离子通过催化臭氧产生各种活性自由基(·OH、·O₂^－、¹O₂、)去除废水中难降解有机污染物。均相催化臭氧氧化技术存在催化剂难以分离、金属溶出会造成二次污染、后期处理工序复杂、催化剂会随反应的进行而逐步流失等问题，非均相催化臭氧氧化技术能够有效地解决这些缺陷，可实现催化剂的循环利用，因此固体催化剂的制备至关重要，制备条件温和、成本较低且环境友好的催化剂引起了世界各地学者的广泛关注。

苯并三唑既能溶于水，又能溶于有机物中，广泛存在电镀行业废水中，可引起鼻炎、支气管炎、发热、喘息以及由于气管炎症而引起的迷走神经紧张等症状。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种过渡金属复合氧化物的臭氧催化剂的低温制备方法及应用。

本发明提供一种过渡金属复合氧化物的臭氧催化剂的低温制备方法，包括以下步骤：

(1)将恶臭假单胞菌Pseudomonas sp.F2无菌条件下接种到生物培养基，置于恒温振荡器中扩大培养，设定转速和培养温度，培养3～7天后，再向培养基中继续添加过渡金属溶液，继续培养5～10天；

(2)将步骤(1)培养完的培养基静置沉淀，得到黑色沉淀物，倒去上清液后，将黑色沉淀物经去离子水冲洗4～10次、液氮冷冻后，干燥处理后制得臭氧催化剂。

作为优选，步骤(1)中所述生物培养基的成分包括蛋白胨、牛肉膏、葡萄糖、MgSO₄、K₂HPO₄、(NH₄)₂SO₄和乙酸钠，pH值为6.9～7.1。

作为优选，步骤(1)中所述蛋白胨浓度为1.9g/L、牛肉膏浓度为0.6g/L、葡萄糖浓度为0.5g/L、MgSO₄浓度为1.2g/L、K₂HPO₄浓度为0.5g/L、(NH₄)₂SO₄浓度为1g/L、乙酸钠浓度为0.4g/L。

作为优选，步骤(1)中所述转速为160～180r/min，所述培养温度是28～32℃。

作为优选，步骤(1)中所述过渡金属溶液包括9.8g/L的FeSO₄·7H₂O、2.4g/L的MnCl₂·4H₂O和0.1～0.5g/L的Co(NO₃)₂·6H₂O。

作为优选，步骤(2)中所述干燥处理的温度为-10℃～50℃，干燥处理的时间为12-24h。

本发明还提供一种如前述所述的一种过渡金属复合氧化物的臭氧催化剂的低温制备方法所制备的臭氧催化剂。

本发明还提供一种如前述所述的臭氧催化剂在处理污水中苯并三唑污染物的应用，其特征在于，将臭氧催化剂投加到苯并三唑污染物中，并通入臭氧搅拌，设定反应温度。