[发明专利]蛋壳型镍基催化剂及其制备方法及其用于处理难降解废水的方法

说明书

本发明提供蛋壳型镍基催化剂及其制备方法及其用于处理难降解有机废水的方法，蛋壳型镍基催化剂的制备方法，包括以下步骤：将γ‑氧化铝小球采用蒸馏水浸泡并超声清洗并焙烧冷却后，浸渍于摩尔浓度比为0.6‑1.4的氧化剂与碱的混合溶液中滤出，烘干后，再浸泡于Ni²⁺摩尔浓度为0.6‑1.2M的Ni²⁺溶液里还原，然后再次浸渍于氧化剂与碱的混合溶液中，然后再滤出、烘干，得到蛋壳型镍基催化剂NiO_x(OH)_y/γ‑Al₂O₃。本发明提供的催化剂和次氯酸钠溶液组成的体系可直接用于处理弱酸性、中性和弱碱性难降解工业废水，不需要大量酸碱调节废水的pH值；整个水处理工艺简单，从而节约了企业的投资成本。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及蛋壳型镍基催化剂及其制备方法及其用于处理难降解废水的方法。

背景技术

难降解工业废水的高效处理是国内外环保领域的老大难问题。印染、制药、石化、煤化工、冶金、焦化等传统行业在一些生产环节依然产生大量有害的工业废水，通常这些废水具有毒性大、成分复杂、难生物降解等特点，导致其处理难度大、投资高、处理效率差，处理后的水依然残留较多的原料、中间体及代谢产物，对生态环境和人体健康构成潜在风险。

近年来国家对工业废水的排水排放标准逐渐严格，对排口的排水执行严格的排放标准。各省市、各行业也纷纷开始实施污染物排放新标准，或者将出水标准提高至《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。提标后，一些工业污水处理厂和污水处理车间就不能达标排放。为了达标，工业企业不得不对原先的污水处理设施进行改造，或者委托研发性价比更高的水处理技术插入现有的工艺链，解决提标排放的问题。

目前，国内污水深度处理的主要方法包括混凝法、氧化法、生物法、吸附法和膜分离法等。膜分离、混凝法、吸附等方法存在着把污染物从一相转移到另一相，污染物本身并没有得到彻底降解的问题，在转移过程中还消耗大量的化学药剂，产生二次污染。采用生物法单独处理难降解工业废水往往无法达标。化学氧化法、光催化氧化法和电化学法又由于运行成本的昂贵未能在一些企业得以推广。化学氧化法中用得最多的芬顿法具有需要处理铁泥、用大量酸碱调节pH值、亚铁离子催化作用慢等缺点。次氯酸钠溶液具有较强氧化性，且成本低廉。然而，次氯酸钠溶液的稳定性较差，容易分解，大大降低了其氧化性的利用率。此外，单独用次氯酸钠氧化废水，会产生较多的具有强致癌性的氯代有机副产物，这些副产物已经成为监控的主要目标。提高次氯酸钠氧化性能的利用率和减少/消除氯代有机副产物对拓宽其在水处理中的应用至关重要。镍的氧化物/氢氧化物能催化分解次氯酸钠溶液，从而增强其氧化性的利用率；镍基催化剂还具有催化活性高、分散性好和价格低廉的优点。次氯酸钠在镍基催化剂的作用下反应生成具有极强活性的原子氧/单线态氧，能迅速地分解废水中的污染物。因此，经镍基催化剂催化次氯酸钠氧化工艺处理后的废水里的氯代有机副产物将大大减少或者完全消失。

发明内容

本发明针对上述缺陷，提供一种能大大提高次氯酸钠溶液氧化性的蛋壳型镍基催化剂及其制备方法及其用于处理难降解废水的方法。

本发明提供如下技术方案：蛋壳型镍基催化剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将γ-氧化铝小球采用蒸馏水浸泡1-2h后，采用超声清洗30min，然后放入马弗炉中于200-300℃焙烧1-2h，取出冷却到室温；

2)将经过所述步骤1)预处理后的γ-氧化铝小球浸渍于氧化剂与碱的混合溶液中，得到负载氧化剂/碱混合液的催化剂前体从该混合液中滤出，烘干；所述氧化剂/碱的混合溶液中氧化剂的摩尔浓度为0.1-0.7M，碱的摩尔浓度为0.2-0.8M；在所述氧化剂/碱的混合溶液中，所述氧化剂与所述碱的摩尔浓度比为0.6-1.4；