[发明专利]Ce-OMS-2催化剂降解有机废水的应用及方法

说明书

本发明公开了一种Ce‑OMS‑2催化剂降解有机废水的应用及方法，涉及催化和水处理领域。所述Ce‑OMS‑2催化剂通过活化过硫酸盐对有机废水进行降解，其方法为：在废水溶液中加入过硫酸盐和Ce‑OMS‑2催化剂，搅拌混匀放置，将难降解的有机污染物转化为小分子无污染的物质，达到降解有机废水的目的。本发明所述的Ce‑OMS‑2催化剂在常温常压下能持续且高效地催化活化过硫酸盐降解有机废水，pH适用范围广，降解速率快，反应装置要求较低，催化剂能多次重复使用，在治理难降解有机废水领域具有很大的应用前景。

技术领域

本发明属于有机废水处理领域，具体涉及一种Ce-OMS-2催化剂活化过硫酸盐降解有机废水的方法。

背景技术

高级氧化法因其降解有机污染物的高效性而备受推崇，通过产生自由基可将有机污染物直接矿化成为小分子有机物，或经过处理后提高原有有机污染物体系的可生化性，达到进一步有效降解的目的。当前研究与应用较为广泛的高级氧化技术有基于羟基自由基(·OH)和基于硫酸根自由基(SO₄^-·)的高级氧化技术。其中SO₄^-·的产生主要源于过硫酸盐(包括过一硫酸盐和过二硫酸盐等)的过氧键的断裂。根据活化方式的不同，过硫酸盐可以通过高温热解、过渡金属以及紫外光活化，但是热活化过硫酸盐技术能耗高，紫外光活化活化过硫酸盐技术条件苛刻。过渡金属活化过硫酸盐技术能耗小，对设备要求低，更加经济可行，常用的金属离子包括Co²⁺、Ru³⁺、Fe²⁺、Ce³⁺、V³⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Ni²⁺。过渡金属催化剂如Co²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺难以重复利用而且有可能引入新的污染，在实际应用中受到了很大的限制。

锰氧化物由于其原料丰富、价格低廉、环境友好、结构稳定以及新颖的化学和物理性能等一系列突出优势，在环境领域应用广泛(Journal of Materials Chemistry,2008,18(14):1623-1631)。我们之前的研究中发现，锰钾矿八面体分子筛氧化物OMS-2在酸性条件下活化过硫酸盐降解有机污染物的效率高，(Applied Catalysis B:Environmental,2015,164:92-99)，但是氧化剂使用量较大；另外，在中性条件下OMS-2催化剂的活性显著降低，而一般情况下常见污水的pH呈中性。本发明的目的旨在提高OMS-2催化剂活化过硫酸盐的活性，特别是中性条件下降解污染物的效果。

发明内容

本发明的意义在于，提供一种Ce-OMS-2催化剂降解有机废水的应用及方法。主要解决的技术问题是：处理废水使用的氧化剂的量大，处理成本比较高；现有技术中锰氧化合物在中性条件下催化活性不高。

为克服上述技术的不足，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种Ce-OMS-2催化剂降解有机废水的应用，所述Ce-OMS-2催化剂通过活化过硫酸盐对有机废水进行降解。

所述Ce-OMS-2催化剂是指铈的氧化物负载于OMS-2的一种催化剂，其中铈在催化剂中表现出+3与+4价；OMS-2，即锰钾矿八面体分子筛，是一种具有隧道结构的锰氧化物，锰离子以Mn²⁺、Mn³⁺和Mn⁴⁺存在于骨架中，混合价态的锰使其具有优异的氧化还原性，表现出良好的环境属性。

优选地，所述有机废水的pH值为1.0～12.0。

本发明还提供了所述Ce-OMS-2催化剂降解有机废水的方法，该方法为：向有机废水中加入过硫酸盐和Ce-OMS-2催化剂，常温常压下搅拌混匀，对所述有机废水进行降解。