[发明专利]一种介孔钙钛矿型氧化物/二氧化硅的制备方法及其在水处理中的应用方法

摘要

本发明提供了一种介孔钙钛矿型氧化物/二氧化硅催化降解水中紫外稳定剂的效能研究，属于水处理技术和环境功能材料领域。介孔钙钛矿型氧化物/二氧化硅催化剂的性状可为粉末或颗粒，以模板剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、金属的硝酸盐、柠檬酸和有机硅源正硅酸乙酯(TEOS)为主要原料，制备介孔钙钛矿型氧化物催化剂，提高在多相催化氧化技术中对紫外稳定剂PBSA的降解能力。本发明针对现有常规污水处理对紫外稳定剂PBSA的去除效果差的问题，提出一种介孔钙钛矿型氧化物/二氧化硅作为催化剂，并实现其在催化臭氧氧化技术和催化活化过硫酸盐技术中的成功应用，并采用了原位水热法一步合成了介孔材料与钙钛矿型氧化物的混合，不仅操作简便，且催化效果佳，实现了对难降解污染物的强化去除。

主权项

一种介孔钙钛矿型氧化物/二氧化硅强化臭氧或活化过硫酸盐催化降解水中紫外稳定剂的方法，其特征在于：采用一步法制备介孔钙钛矿型氧化物/二氧化硅，借助介孔材料高比表面积、发达的孔道，提高孔表面的传质及界面吸附作用，为其在水处理高级氧化降解污染物提供反应平台， 本发明中催化剂的制备方法采用原位水热法一步合成，简化了常规介孔材料的制备操作步骤，并实现了对污染物的良好的催化效果，从而保障水质安全；所述的介孔钙钛矿型氧化物/二氧化硅是通过如下过程完成制备：(1)CTAB溶液的制备，称取1.0g～4.0g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，加入60～120mL去离子水作为溶剂，超声30～60min至其完全溶解；(2)硅源与活性金属溶液的制备，加入2.0～10.0mmol硝酸镧、2.0～10.0mmol硝酸钴、6.0～30.0mmol柠檬酸，金属与柠檬酸的摩尔比为1：3，将正硅酸乙酯(TEOS)按摩尔比n(CTAB)/n(TEOS)＝0.12逐滴缓慢加入到如(1)所述溶液中，室温下搅拌24h；(3)向(2)溶液中逐滴加入浓度为2.0M NaOH，调节溶液pH到10.5～11.5并继续在室温下搅拌10～14h；(4)水热反应，将步骤(3)所得溶液转移至不锈钢反应釜的聚四氟乙烯内衬中，在90～100℃水热反应46～50小时；(5)洗涤，将步骤(4)所得悬浊液用无水乙醇或水反复清洗；(6)干燥，将洗涤后得到的样品在68～72℃下保持11～13小时得到干燥固体；(7)煅烧，经步骤(6)得到的干燥粉末在550～780℃下煅烧3.8～4.2小时；(8)冷却，自然降温至室温；所述的介孔钙钛矿型氧化物/二氧化硅强化臭氧催化降解水中紫外稳定剂是通过以下几个步骤实现：(1)工艺所需O3浓度为0.5～2.5mg/L；(2)工艺所需介孔钙钛矿型氧化物/二氧化硅投量为0.1～2.0g/L；(3)待处理水体中污染物浓度为2.0～10.0mg/L；(4)接触时间为5～40min；(5)反应体系pH范围为2.63～11.00；所述的介孔钙钛矿型氧化物/二氧化硅活化过硫酸盐催化降解水中紫外稳定剂是通过以下几个步骤实现：(1)工艺所需单过硫酸盐(PMS)浓度为0.5～10mmol/L；(2)工艺所需介孔钙钛矿型氧化物/二氧化硅投量为0.1～2.0g/L；(3)待处理水体中污染物浓度为2.0～10.0mg/L；(4)接触时间为5～40min；(5)反应体系pH范围为2.63～11.00。