[发明专利]一种复合催化剂及用于含苯酚废水氧化聚合制备聚苯酚的用途

说明书

本发明公开了一种复合催化剂及用于含苯酚废水氧化聚合制备聚苯酚的用途，复合催化剂制备为:取Cu(NO₃)₂、Na₂SiO₃、FeCl₂、MnSO₄和Na₂CO₃加无水乙醇，得到混合溶液一；将NaOH水溶液和混合溶液一混合得混合液二；向混合液二中加入柠檬酸钠水溶液，搅拌均匀，在2min内，将反应温度提升至300‑500℃，煅烧12‑18小时，自然冷却至室温，倒掉上清液，将剩余固体用蒸馏水洗涤离心，冷冻干燥，研磨成粉末。本发明的复合催化剂可以选择性的氧化废水中的苯酚，反复利用。原料廉价易得，环保。生成了聚苯酚，可用于后续制备涂料、粘合剂、保温材料等，既处理了污水，也能实现了资源的再利用。

技术领域

本发明属于废水处理领域，涉及一种复合催化剂及用于含苯酚废水氧化聚合制备聚苯酚的用途。

背景技术

苯酚是一种有毒有机污染物，含酚废水对人、畜、农作物都能造成危害，它能使人的神经、肾、肝等受损，长期饮用被酚污染的水源会导致慢性中毒，出现头痛、头晕、失眠、耳鸣、白血球下降、贫血及记忆衰退等症状。苯酚在水中降解速度慢，再加上工业含酚废水来源广、毒性大。高效、经济、环保地处理含酚废水是国内外亟需解决的实际问题，具有重大的现实意义。

目前，含酚废水的处理方法主要包括萃取法(如专利CN107399779A)、吸附法(如CN107774232A)、催化氧化法(如CN1017987B)、活性污泥法(如CN105585114A)、电化学法(如CN105858823A)等，只能将废水中苯酚矿化降解而不能实现资源回收。针对苯酚回收，传统方法包括萃取回收(如CN105399174B)、膜分离法(如CN105540718B)、电化学法(如CN101362677B)等，具有能耗大、操作复杂、成本高等缺点；孟晓荣等人(中国专利：CN105540718B，一种液膜及其用于酚类有机物富集回收的应用)使用固相液膜来回收废水中的苯酚，虽然操作简单、成本较低，但不适用于中性以及碱性废水处理，随着废水pH升高，苯酚的回收率大幅下降。

基于HO·[E°(HO·/H₂O)＝1.8-2.7V vs.NHE]和SO₄^-·[E°(SO₄^-·/SO₄^2-)＝2.5-3.1V vs.NHE]的高级氧化技术可通过苯环的羟基化、开环等反应将酚类污染物无选择性氧化甚至完全矿化。然而，这些氧化物种的氧化能力往往随着pH升高而迅速降低。此外，随着有机物含量的增加及碳链的增长，将其完全矿化所需的氧化剂用量会明显增加，从而大幅增加操作成本。因此，探寻更加高效、经济、安全的酚类废水处理的新型氧化技术应成为氧化技术发展的重要目标。

将酚类污染物氧化聚合为聚酚是一种具有潜在应用价值的绿色氧化技术。由于聚酚不仅是一类重要的有机半导体材料，还是防腐材料以及酚醛树脂的良好替代品，因此，该氧化技术可将废水中的酚类污染物“变废为宝”。尽管辣根过氧化物酶和H₂O₂体系可将废水中的酚类物质聚合成不溶聚合物，然而，酶对工业废水的敏感性、酚自由基对酶活性的抑制作用、酶的较高价格及有限的使用寿命均限制了该技术在含酚废水处理过程中的广泛应用。因此，寻求更为廉价和耐用的催化体系将废水中酚污染物转化为聚酚的“变废为宝”思路应成为含酚废水处理的重要发展方向。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种复合催化剂。

本发明的第二个目的是提供一种复合催化剂的制备方法。

本发明的第三个目的是提供一种复合催化剂用于含苯酚废水氧化聚合制备聚苯酚的用途。

本发明的技术方案概述如下：

一种复合催化剂的制备方法，包括如下步骤: