[发明专利]一种利用磷化渣制备染料光降解催化剂的方法

说明书

本发明公开了一种利用磷化渣制备染料光降解催化剂的方法，包括步骤：(a)将磷化渣与磷酸(50wt％～90wt％)混合，搅拌均匀后50～150℃下反应2～8小时，然后过滤、烘干、研磨和过筛，得粉末；(b)将步骤(a)得到的粉末与蒸馏水混合放入反应釜中，然后向其中加入另一种试剂，搅拌均匀后在50℃～300℃条件下反应2～24小时，取出后过滤、烘干、研磨和过筛，得粉末；(c)将步骤(b)得到的粉末在200℃～800℃氮气氛围中煅烧2～24小时即得染料光降解催化剂。本发明的方法不仅使得固体废弃物磷化渣得到无公害处理，而且得到一种可用于废水中染料光催化降解的催化剂。

技术领域

本发明涉及一种磷化渣的资源化利用，更具体地说，涉及利用磷化渣制备染料光降解催化剂的方法。

背景技术

磷化渣是磷化过程中产生的沉淀物，在汽车、化工、船舶、航天航空及家用电器等领域广泛应用磷化这一表面处理技术,磷化渣作为化工生产过程中的产生的废料，产量巨大，例如浙江省海盐县年均超3250吨，尚无有针对其处置技术和企业。其主要成分是磷酸铁和磷酸锌，从城市矿场的角度来看，磷化渣又是具有一定价值的资源，其主要成分是PO₄^3-(50.06％)、Zn(5.70％)、Fe(16.94％)，还有微量元素Mn、Ni和Cr等，明显看到金属元素丰度较大，特别是铁元素。对磷化渣的回收利用，资源化处理的研究是很有必要的。随着现代工业的迅速发展工业废水的排放量越来越大。废水成为环境污染的主要原因之一，专利CN102476845报道了废弃的磷化渣经处理可用于废水处理，该申请将废弃的磷化渣与工业盐酸以一定的比例混合，经聚合而制得聚合磷酸氯化铁混凝剂，但该混凝剂适用范围窄，只用于废水中悬浮物的沉淀。在各类工业废水中，染料废水由于其色度深、COD高、以及含有大量致畸、致癌的偶氮化合物，严重危害生态环境，对人们的生活和健康带来了威胁，是一类难以处理的废水，亟需有新的绿色、高效处理技术。

光催化作为一种绿色能源技术，因处理能力强、反应条件温和、无二次污染而引起了国内外学者的广泛关注。催化剂本质上是一种半导体材料，当吸收能量大于或等于其带隙能的光线时，价带上的电子会激发跃迁至导带，从而形成空穴电子对。这些空穴和电子，是具有很强氧化、还原能力的载流子，可以将吸附在半导体表面及周围的化学物质分解，甚至矿化为H₂O和CO₂等无机小分子。由于很多铁化合物，例如氧化铁，呈现出半导体性质，在光照条件下，这种催化剂的价带和导带上分别生成光生空穴和光生电子，从可以氧化催化剂表面的有机物。

目前，利用磷化渣制备染料光降解催化剂报道的很少，利用废弃的磷化渣经水热反应制备染料光降解催化剂，不仅可以有效的处理染料废水，还可在磁记录、着色、光吸收、定向药物等领域有着光明的应用前景，为磷化渣的资源化处理提供新的思路。

发明内容

本发明的目的是为磷化渣的资源化处理提供新的思路，为实现上述目的本发明一方面提出了一种利用磷化渣制备染料光降解催化剂方法，该方法不仅能将固体危险废弃物磷化渣回收利用，减轻环境污染，而且还制备得到一种染料光降解催化剂，用于燃料废水处理。

一种利用磷化渣制备染料光降解催化剂的方法，包括以下步骤：

(a)将磷化渣与磷酸(50wt％～90wt％)混合，搅拌均匀后50～150℃下反应2～8小时，然后过滤、烘干、研磨和过筛，得粉末；

(b)将步骤(a)得到的粉末与蒸馏水混合放入反应釜中，然后向其中加入另一种试剂，搅拌均匀后在50℃～300℃条件下反应2～24小时，取出后过滤、烘干、研磨和过筛，得粉末；

(c)将步骤(b)得到的粉末在200℃～800℃氮气氛围中煅烧2～24小时即得染料光降解催化剂；

其中步骤(b)中所述另一种试剂选自醇试剂、碱试剂或N,N-二甲基甲酰胺。