[发明专利]一种降解含酚废水的磁性强化粉煤灰印迹光催化剂

说明书

本发明属于固废回收利用领域，具体涉及一种降解含酚废水的磁性强化粉煤灰印迹光催化剂，解决了一般光催化剂选择性差和难于分离回收的难题，主要内容包括：首先将粉煤灰进行预处理与活化，接着将活化后的粉煤灰进行磁化，然后将二氧化钛负载在磁性粉煤灰上，最后通过分子印迹技术来制备分子印迹型的二氧化钛/粉煤灰酚类催化剂。本发明利用廉价粉煤灰优异的吸附性与稳定的化学性，制备了光降解性能好、易于回收、选择性优异的光催化材料，能快速地处理含酚废水，从而实现“以废治废”的目的。

技术领域

本发明属于固废回收利用领域，具体涉及一种降解含酚废水的磁性强化粉煤灰印迹光催化剂。

背景技术

随着工业化社会的高速发展，有机污染物对水资源造成的危害日益严峻，其中酚类化合物是一类重要的有毒有害物质，早在20世纪70年代美国环保署就将11种酚类化合物列为129种环境优先污染物之中。制药、印染、造纸、农药等工农业生产过程的废水排放中含有大量的酚类化合物，如果这类废水未经处理直接排入水体将会对环境和人体健康产生极大的危害。

光催化降解法利用的是辐射或者光催化剂在反应体系中产生活性极强的自由基，然后通过该自由基与酚类污染物发生加合、取代、电子转移等过程，使酚类污染物全部降解为无机物。常见的光催化剂通常是金属氧化物或者为硫化物的半导体材料，如WO₃、ZnO、CdS、ZnS、TiO₂等，其中由于TiO₂具有成本低、无毒性、强光稳定性、氧化效率高等优点，它已成为目前最受欢迎的半导体光催化剂。但是在实际水处理过程中，很难选择性的降解某种污染物，而且光催化材料难以重复使用。为了克服这些缺点，众多研究者将TiO₂负载在某种载体上，达到了水处理过程中固液分离的目的。

近年来，常见的载体有活性炭纤维、玻璃、陶瓷、粉煤灰等。其中粉煤灰是发电厂排出的固体废弃物，在我国产量非常巨大，粉煤灰的存放不仅占用大量的土地，而且会对环境造成严重的污染。随着对粉煤灰的不断研究，发现可以将光催化剂如二氧化钛负载在粉煤灰的表面实现水中有机物的降解，如申请号为200810131397.2的“一种粉煤灰负载氧化钛光催化材料的制备方法”中以燃煤电厂排放的粉煤灰为载体，负载氧化钛以降解模拟的甲基橙废水；专利号为201110197608.4的“一种选择性降解的分子印迹修饰复合光催化剂的制备方法”中以凝胶溶胶技术制备了能选择性降解环丙沙星的TiO₂/漂珠复合光催化剂。但这两种方法制备的光催化剂均存在活性不高、选择性差、分离回收难、成本较高等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种降解含酚废水的磁性强化粉煤灰印迹光催化剂。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种降解含酚废水的磁性强化粉煤灰印迹光催化剂，该光催化剂由以下方法制得：

（1）选料：粉煤灰预处理并活化；

（2）制备磁性粉煤灰：取步骤1）中的0.5~1g活化粉煤灰于20~30min内超声分散在30~50mL蒸馏水中，接着加入3~6mmol含有Fe³⁺的铁盐并在常温下搅拌45~60min，然后在氮气保护下于60~80℃条件下加入1.5~4mmol的含有Fe²⁺的亚铁盐并搅拌反应60~90min，再加入氨水并搅拌1~3h使溶液的pH≥10，得到黑色沉淀产物A，最后用永磁体来收集该产物A并用去离子水洗涤至中性得磁性粉煤灰；