[发明专利]一种N-TiO2/钙系膨润土复合吸附催化剂及应用

说明书

本发明涉及一种N‑TiO₂/钙系膨润土复合吸附催化剂及应用，先制得纯化的钙系膨润土，然后将二氧化钛酸性溶胶分散到乙二胺溶液中，形成白色悬浮液，再将纯化的钙系膨润土加入到上述悬浮液中反应，后处理后得到N‑TiO₂/钙系膨润土复合吸附催化剂。本发明利用氮掺杂二氧化钛能提高材料可见光响应度以及可见光协同臭氧催化的特性；同时纯化的钙系膨润土一方面能给N‑TiO₂提供附着位点，另一方面材料本身对污染物有很好的吸附沉淀效果，同时，碱土材料膨润土本身对废水中pH值的变化具有缓冲作用，保证废水pH的稳定；本发明制备方法简单可行，易于操作，适合工业化生产。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体地说是涉及一种N-TiO₂/钙系膨润土复合吸附催化剂及应用。

背景技术

在电镀废水处理中，磷是当前最难解决的指标之一，因为一些电镀厂、电子厂、线路板厂牵涉到化学镀镍工艺，该工艺需要还原剂提供电子给镍离子，以便镍离子还原为镍金属，在大多数的化学镀液中，多采用次磷酸钠为还原剂，这就导致清洗废水中含有磷，而且磷的状态比较特殊，与一般总磷不同，废水中的磷主要是次磷酸盐和其被氧化的产物亚磷酸盐。

传统除磷工艺多采用石灰或者其他铝盐所制成的除磷剂除磷，这种除磷剂能够与正磷结合形成沉淀，从而把磷去除，对于一些含磷废水比较适用；然而对于化学镍废水中的磷，由于其状态是次亚磷，无法与石灰生成稳定的沉淀物，因此传统工艺无法除磷。目前有企业采用芬顿氧化技术，先把次亚磷氧化为正磷，再添加除磷剂进行处理，但是由于芬顿试剂氧化效率有限，若大量添加芬顿试剂一是成本太高企业承受不起并且过量的双氧水与硫酸亚铁会导致COD升高，二是芬顿试剂的最佳使用条件要求废水为酸性不利于后续重金属的沉淀，需回调pH进行重金属的去除，故这一方法并没有得到广泛适用。

同时，由于过去电镀行业废水的处理与监控都只侧重于重金属离子的去除，即使目前正在运行和施工的电镀污水处理系统也没有针对其有机污染物的处理工艺或处理单元。2008年国家环保部颁布了《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)，其中对新建电镀企业排放的COD做出了严格规定，要求一般地区COD小于80mg/L，环境容量小、生态环境脆弱的地区COD小于50mg/L。

臭氧体系用于电镀废水处理既可以有效的将次亚磷氧化为正磷有利于后续处理，又可以在不新增处理单元的基础上进行有机物的氧化去除，同时，臭氧体系基本不会改变废水pH，但由于臭氧利用效率低造成该体系性价比低，从而限制了该体系的广泛使用。此外，紫外光催化氧化在污染物的去除方面有很好的效果，且与臭氧氧化之间有很好的协同作用。但是，紫外光在太阳光中所占的比例非常小，且穿透力很弱，容易被大气层吸收。人工紫外光源在实际生产过程中的能耗很大，难以大规模应用。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种可见光协同臭氧体系下用于化学镀镍废水处理的新型N-TiO₂/钙系膨润土复合吸附催化剂及应用，能够提高可见光和臭氧利用效率，有效去除电镀废水中总磷和有机物。

一种N-TiO₂/钙系膨润土复合吸附催化剂，通过下述步骤制备得到：

(1)将钙基膨润土加入到盐酸溶液中配成钙基膨润土悬浮液，超声反应后进行恒温反应，随后加入氯化钙继续反应后移到恒温摇床中振荡反应，经后处理得到纯化的钙系膨润土；

(2)在盐酸溶液中加入四氯化钛，搅拌得到二氧化钛溶胶，将二氧化钛溶胶加入到乙二胺溶液中，超声分散后搅拌，得到白色悬浮液；

(3)纯化的钙系膨润土加入到上述白色悬浮液中并恒温反应，反应结束后降温，将产物进行后处理后，得到N-TiO₂/钙系膨润土复合吸附催化剂。