[发明专利]一种旋转盘反应器中改性TiO2催化剂降解含酚废水的方法

权利要求书

1.一种旋转盘反应器中改性TiO₂催化剂降解含酚废水的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）催化剂原位掺杂改性制备改性催化剂溶胶：

取原料钛酸酯类50~200mL，溶剂100~850mL，抑制剂3~80mL，去离子水2.5~30mL，催化剂1~5mL以及改性离子，先将原料与溶剂总量的2/3混合，再加入抑制剂，组成A液；将水、催化剂、改性离子、溶剂总量的1/3混合均匀组成B液；A液搅拌均匀后，逐滴滴加B液，滴加结束后继续搅拌0.5~2h，制得改性催化剂溶胶；

所述原料钛酸酯类为钛酸丁酯、钛酸四异丁酯、钛酸乙酯中的任一种，溶剂为乙醇或异丙醇，抑制剂为冰醋酸、乙酰丙酮、二乙醇胺、三乙醇胺中的任一种，催化剂为盐酸、硝酸或醋酸中的任一种；

所述改性离子为Cr³⁺、Fe³⁺、Mo⁵⁺、Ru³⁺、Os³⁺、Re⁵⁺、V⁴⁺、Rh³⁺及Zn²⁺中的一种或两种，改性离子与钛元素的物质的量比为：改性离子﹕钛=0.1~10﹕100；

（2）催化剂负载：

步骤（1）所制得的溶胶陈化一天后即可进行催化剂的负载；

催化剂的负载过程分为浸渍和焙烧：

①浸渍：

以转盘反应器中的转盘为载体，采用浸渍法负载：将转盘经酸洗、碱洗、超声过程处理、晾干后浸入溶胶中，10~20s后取出，将转盘斜置使多余的溶胶流走，斜置时要多方位，以保持转盘上溶胶的均匀；

②焙烧：

将上述负载后的转盘于空气中自然晾干20~60min后，置于干燥箱中90~150℃下干燥30~120min，再取出置于马弗炉中焙烧，焙烧温度为300~600℃，保温1~3h；

重复上述浸渍、焙烧过程3~7次，负载催化剂量为0.001~0.005g/cm²；

（3）均匀光源的设计及安装：

在转盘上方均匀设有光源，光源采用“s”型灯管构成面光源，使转盘上各个点的光强一致；

（4）降解含酚废水：

将制备的模拟含酚废水置入储液槽中，开启电源，废水经泵、转子流量计到旋转盘反应器内，从转转盘反应器的进液管流到转盘中心，在离心力的作用下液体在转盘表面形成微米级液膜，在光照作用下发生光降解反应，之后经转盘甩出，液体沿壳体内壁流下，经转盘反应器底部的出液管进入储液槽进行循环；反应后取样分析，测定废水中酚类化合物的降解率和矿化率。

2.根据权利要求1所述的旋转盘反应器中改性TiO₂催化剂降解含酚废水的方法，其特征在于：所述步骤（1）中改性催化剂溶胶中各物料物质的量比为：钛﹕水﹕溶剂﹕催化剂﹕抑制剂=1﹕(1~3)﹕(10~20)﹕0.05﹕(0.3~1.5)。

3.根据权利要求1所述的旋转盘反应器中改性TiO₂催化剂降解含酚废水的方法，其特征在于：所述步骤（1）中，B液的滴加速度为0.5~2mL/min。

4.根据权利要求1所述的旋转盘反应器中改性TiO₂催化剂降解含酚废水的方法，其特征在于：所述转盘反应器包括壳体、转盘、转轴、激发光源、进液管与出液管，进液管置于壳体上盖中央，出液管设置在壳体底部，壳体安装于水平台上，转盘水平设置在壳体内部中央，在转盘上方和下方分别设有激发光源，转盘通过转轴带动旋转，转轴与电机连接，电机的控制端连接变频器；储液槽通过泵与转盘反应器的进液管连接，液体输送管路上安装液体流量计，转盘反应器的出液管与储液槽上方入口连接；所述进液管下端与转盘中心的距离为2mm~30mm；所述激发光源为紫外灯，包括四组，转盘上方设有两组紫外灯，转盘下方设有两组紫外灯。

5.根据权利要求1所述的旋转盘反应器中改性TiO₂催化剂降解含酚废水的方法，其特征在于：所述步骤（2）中制得的纳米二氧化钛粒径为10~30nm，粒度分布均匀。

6.根据权利要求1所述的旋转盘反应器中改性TiO₂催化剂降解含酚废水的方法，其特征在于：所述步骤（3）中，光源采用紫外光，所述紫外灯的波长为365nm、313nm、254nm、185nm的一种。