[发明专利]一种制备吸波催化剂及其降解有机废水的方法

说明书

本发明属于废水处理技术领域，更具体地，涉及一种制备吸波催化剂及其降解有机废水的方法。本发明提供了一种制备吸波催化剂及其降解有机废水的方法。其中在碳化硅型材上负载零价过渡金属制备成可重复使用的吸波催化剂，无需额外添加价格高昂的H₂O₂和O₃，利用空气中的O₂就能快速有效地降解废水中的有机污染物。同时，活化生成的活化形态氧物种（·OH和·O₂^‑）具有远大于基态分子氧的反应活性。本发明避免了常见的粉末型催化剂，使催化剂制作方便宜于分离回收，基底型材碳化硅性能稳定，机械强度高，可反复利用，方法简单易操作，应用范围广，适合各种难降解有机废水，无二次污染。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，更具体地，涉及一种制备吸波催化剂及其降解有机废水的方法。

背景技术

随着工业的高速发展，排入水体中的有机物污染物的种类和数量急剧增加，制药、造纸、染料、电镀等行业均会产生大量的难降解有机废水，进入环境中势必对生态系统和人类健康造成严重的危害。同时，由于其均具有生物毒性、难降解、可生化性差等特点，生物水处理方法无法达到水处理的要求。传统的化学处理法、生物化学处理法和物理化学处理法等由于成本高，易造成二次污染，已不能满足水处理的要求，因此，研究能够高效环保处理这类废水的新方法是非常有必要的。

近年来利用绿色化学方法来处理难生物降解的有机污染物是一个非常活跃的研究课题。也就是通过绿色、环保的氧化剂来产生活性物种（·OH和·O2-）的方法降解污染物。但是由于H2O2和O3价格昂贵，在水处理的中的广泛应用受到限制。

同时，微波辅助催化氧化技术作为一种新型的废水处理技术。由于微波处理速度快、氧化彻底、无二次污染、占地面积小、不需要铺设大量管道、基建费用低、运行成本低等优点而受到广泛关注。将微波与其他氧化技术联用能够提高难降解有机废水的处理效率，在处理中投加一些微波催化剂更能加速废水的处理速度。L. L. Bo等采用MW-Cu/GAC联合降解有机物取得良好的效果（Journal of Hazardous Materials. 153 (2008) 1201–1206）。公开号为CN102923811B的中国发明专利申请公开了一种微波协同钙钛矿催化降解高浓度有机废水的方法，利用柠檬酸络合法制备铈掺杂的La1-xCexBO3钙钛矿作为催化剂，在微波的协同作用下实现有机物的降解。这些方法中采用的微波催化剂材料大都为粉末或颗粒状，难以回收，不能反复利用。

公开号为CN 103861629 A的中国发明专利申请公开了一种微波辅助降解有机物废水用催化剂，该催化剂为碳化硅表面负载金属氧化物，在微波的辅助下催化氧化H2O2降解有机废水取得了良好的效果。然而该方法采用的是氧化态金属，因此需要额外添加H2O2作为氧化剂才能降解有机废水。但是，H2O2价格昂贵，导致废水处理成本，同时，高浓度H2O2不稳定，给储存带来不便，且污水中的有机物质可能导致H2O2分解失效，降低催化剂催化性能。

公开号为CN 103663609 A的中国发明专利公开了一种活性炭负载锰氧化物的催化剂在微波诱导下降解废水中COD的方法。该催化剂能有效的去除水中有机物，然而活性炭强度低，易造成二次污染，无法多次重复使用，且锰价格昂贵，使得催化剂成本高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种制备吸波催化剂及其降解有机废水的方法。其中在碳化硅型材上负载零价过渡金属制备成可重复使用的吸波催化剂，无需额外添加价格高昂的H2O2和O3，利用空气中的O2就能快速有效地降解废水中的有机污染物。同时，活化生成的活化形态氧物种（·OH和·O2-）具有远大于基态分子氧的反应活性。本发明避免了常见的粉末型催化剂，使催化剂制作方便宜于分离回收，基底型材碳化硅性能稳定，机械强度高，可反复利用，方法简单易操作，应用范围广，适合各种难降解有机废水，无二次污染。