[发明专利]一种用于煤气废水处理的磁载型光催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光催化氧化处理废水技术领域，尤其涉及一种磁载型光催化剂、制备方法及深度处理煤气废水的方法。

背景技术

  煤气在洗涤、冷却、净化过程中，会产生大量成分复杂的废水，特别是废水中含有高浓度的氨氮、COD、酚及一些其他难生物降解的有机物，此类废水的处理是水处理中的难题，用传统的预处理——多级生化处理工艺处理后虽然有大量的有机和无机污染物被去除，但出水中仍含有一定量的难降解有机污染物，很难达到排放标准，而且现有的处理工艺非常复杂，运行费用昂贵，周期长，且容易造成二次环境污染； 目前，许多研究人员选择磷酸铵镁结晶法处理煤气废水中的氨氮, 工艺简单、可回收氨氮、处理效果也比较理想，达到回收资源，保护环境的目的，但处理后的废水中仍有部分氨氮残余，COD、酚及其他有机污染物仍大量存在，这种方法事实上比较适合煤气废水的预处理。

    光催化技术作为一种新兴的有机污染物处理技术，具有处理速度快，降解没有选择性，设备简单，操作方便，无二次污染，处理效果好等特点，已在防污、抗菌、除臭、空气净化、水处理以及环境污染治理等方面得到应用；湖南大学的彭贤玉等以TiO₂ 为催化剂，H₂O₂ 为氧化剂,在紫外光照射下采用多相光催化氧化法对焦化废水进行处理，对COD 去除率的各种影响因素进行了研究探讨，结果表明该法可使焦化厂二沉池废水COD 从348. 3 mg/ L 降至52. 1mg/ L ，COD 的去除率可达85. 0 %以上（南华大学学报，2005，19（1）：64-68），但这种方法存在的缺点也很明显，催化剂回收难，紫外光照射成本高；利用太阳光光催化处理有机废水在国内外已有大量研究，尤其是磁载型光催化剂TiO₂/γ-Fe₂O₃，TiO₂/Fe₃O₄， TiO₂/CoFe₂O₄，TiO₂ /NiFe₂O₄，TiO₂/AC/Fe₂O₃，TiO₂/SiO₂/Fe₂O₃，TiO₂/SiO₂/Fe₃O₄，TiO₂/SiO₂/NiFe₂O₄，TiO₂/SiO₂/Mn-ZnFe₂O₄，TiO₂/SiO₂/BaFe₂O₄，TiO₂/SiO₂/CoFe₂O₄，TiO₂/Al₂O₃/ZnFe₂O₄等的相继问世，保持了TiO₂高的活性，提高了回收利用率，并使太阳光光催化处理有机废水成为可能；然而，已报道的这些磁载型光催化剂均是亚微米或纳米级粉体（均小于400纳米），团聚严重，磁性弱，回收能力差；其制备方法也大都是溶胶凝胶法，自组装法，化学气相沉积法等，难以制备出无团聚、纯度高、无脱落、均匀负载且磁性高的磁载型光催化剂；我们在[CN200910087741.7]中报道了一种铁酸镍/二氧化钛磁载型光催化剂制备方法，很大程度上克服了上述缺点，但所制备的催化剂由于铁酸镍与二氧化钛之间不存在中间绝缘层仍须以紫外光为光源；本发明改进制备方法，开发具有中间层的核壳结构磁载型光催化剂，并可在太阳光下降解有机污染物；目前尚未有利用太阳光和磁载型光催化剂光催化处理煤气废水的报道。

发明内容

    本发明的目的是针对已有煤气废水处理技术及磁载型光催化剂存在的不足，提供一种核壳结构、微米级磁载型光催化剂及其制备方法，并提供一种利用太阳光和该磁载型光催化剂深度处理煤气废水的方法，成本低，处理速度快，催化剂能在水溶液中快速回收，重复使用。

    本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的：