[发明专利]一种钨酸钬钠纳米水处理催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钨酸钬钠纳米水处理催化剂及其制备方法，该方法以偏钨酸铵、一水合柠檬酸、氯化钬、氯化钠和去离子水为原料，利用超临界水热合成法制备成钨酸钬钠催化剂。本发明的催化剂环境友好，成本低廉，且能够高效催化还原对硝基苯酚、甲基橙、亚甲基蓝等水体污染物，同时存在使用寿命长，再生简单等优点，具有广阔的市场应用前景。

技术领域

本发明提供一种钨酸钬钠纳米水处理催化剂及其制备方法，属环保催化和和水污染治理领域。

背景技术

对硝基苯酚、甲基橙、亚甲基蓝等作为常用染料，在其使用过程中有10％～20％被排入水环境中，而含对硝基苯酚、甲基橙、亚甲基蓝等染料的废水毒性高，含致癌、致突变、致畸物质；色度高，在水生系统中抑制植物的光合作用：COD值高，会导致水体富营养。基于上述危害，含对硝基苯酚、甲基橙、亚甲基蓝等染料的废水是目前水处理技术上面临的亟需处理的难题。常用的处理方法有吸附法、膜分离法、普通氧化法、生物法等，但是这些方法具有工艺流程复杂、设备要求高、成本高、破坏微环境等缺点。催化还原法是一种可以彻底解决水体污染，甚至变废为宝的方法，利用硼氢化钠将对硝基苯酚、甲基橙以及亚甲基蓝彻底还原成化工产品，且催化材料可回收再利用，不会残留在废水中对环境造成二次污染。然而，含对硝基苯酚、甲基橙、亚甲基蓝等染料的废水通常呈碱性，且pH值变化大。在现有的催化处理方法中，大多数的催化材料仅在酸性条件下才能降解90％以上的染料。因此，开发pH适应性强且对甲基橙、对硝基苯酚、亚甲基蓝等染料有高效降解效果的新型催化材料倍受广大科研工作者的关注，利用催化材料处理甲基橙、对硝基苯酚、亚甲基蓝等染料具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是为了改进现有技术的不足而提供一种钨酸钬钠纳米水处理催化剂，本发明的另一目的是提供上述水处理催化剂的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种钨酸钬钠纳米水处理催化剂，该催化剂以偏钨酸铵、一水合柠檬酸、氯化钬、氯化钠和去离子水为原料，利用超临界水热合成法制备成钨酸钬钠催化剂；其中，偏钨酸铵：氯化钬：氯化钠的质量比为8.485：5.278：1。

一种上述的水处理催化剂的制备方法，该催化剂是通过如下方法制备得到：

(1)偏钨酸铵络合溶液配制

将偏钨酸铵、一水合柠檬酸和去离子水置于圆柱形开口玻璃瓶中，通过超声振荡使其均匀溶解形成偏钨酸铵络合溶液，备用；

(2)氯化钬和氯化钠混合溶液配制

将氯化钬、氯化钠和去离子水混合后，通过超声振荡使其均匀溶解形成氯化钬和氯化钠混合溶液，置于聚四氟乙烯消解罐中，备用；

(3)超临界水热合成

将步骤(1)中装有偏钨酸铵络合溶液的开口玻璃瓶置于步骤(2)中的聚四氟乙烯消解罐中，同时保证氯化钬和氯化钠的混合溶液与偏钨酸铵络合溶液没有物理接触，然后将消解罐密封与不锈钢反应釜中，将反应釜置于烘箱中进行水热反应，反应结束后降温取出，将得到的催化剂过滤干燥后即得钨酸钬钠纳米水处理催化剂。

上述方法中：步骤(3)中水热反应温度为150～180℃，反应时间为2～4h。

上述方法中：步骤(3)中干燥温度为80℃，干燥时间为8～12h。

上述方法中：步骤(1)偏钨酸铵：一水合柠檬酸：去离子水的质量比为1：(1～3)：5，步骤(2)氯化钬和去离子水的质量比为1：5～15。

本发明技术方案中，上述的钨酸钬钠纳米水处理催化剂在作为催化剂去除水中有机污染物方面的应用。

进一步的：所述的有机污染物为甲基橙、对硝基苯酚以及亚甲基蓝。

本发明技术方案中：所述的钨酸钬钠纳米水处理催化剂在作为催化剂去除水中有机污染物方面的应用。