[发明专利]废水降解催化材料及其制备方法与用途

说明书

本发明提供一种废水降解催化材料，属于废水处理技术领域。该催化材料包括载体和负载于载体上的活性组分，上述载体为活性炭，活性组分为Co₃O₄，该废水降解催化材料还包括催化助剂铈锆固溶体。一方面，本发明的催化材料中活性炭可将废水中有毒难降解污染物吸附到催化材料周围，并进一步通过活性组分Co₃O₄将污染物高效催化氧化；另一方面，本发明的催化材料还包括催化助剂铈锆固溶体，铈锆固溶体能产生较多的氧空位，且能够及时有效地储放氧，有利于活性组分Co₃O₄维持高价态，同时也能提高催化剂活性组分Co₃O₄的稳定性。

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种废水降解催化材料及其制备方法与用途。

背景技术

水污染问题已经成为日益严峻的危害人类健康和自然环境的问题。废水主要来源于化工厂、制药厂或印染厂的排放以及农药残留等，这些废水毒性大，成份复杂且难以降解，这些废水不仅会破快水体的美观、影响人的视觉感受，还会减少阳光的摄入量，妨碍水生植物的光合作用，对鱼类和藻类等水生生物造成毒害作用，甚至会在厌氧环境下形成芳香胺等致癌化合物，对人类健康造成严重危害。因此，如何降解废水中的有毒、难降解污染物，降低废水的毒性，提高废水的可生化性引起了广大关注。

目前，含苯胺类有机废水处理的方法主要有臭氧氧化、过硫酸盐氧化、Fenton氧化、光化学氧化以及电化学氧化等高级氧化技术。而高级氧化技术的关键是废水催化材料，废水催化材料可以催化双氧水、过硫酸盐、臭氧等氧化剂分解成氧化电位更高的活性氧类，而这些氧化电位更高的活性氧类可非选择性的分解废水中的有毒、难降解污染物，从而达到降低废水毒性，提高废水的可生化性的目的。目前，常用的废水处理催化材料主要为均相催化材料和非均相催化材料，均相催化材料是以溶解性金属盐作为催化剂，其存在催化剂不易回收且存在重金属二次污染的问题；非均相催化材料是以固态金属氧化物为催化剂，其具有易回收和避免重金属二次污染的优势，因此是现在研发的热点。

然而，现有的非均相催化材料中的固态金属氧化物不稳定，导致其对废水的降解效果不理想。因此，研发一种非均相催化材料以降解含苯胺类有机废水中的有毒难降解污染物，降低废水的毒性，提高废水的可生化性，这对于本领域技术人员而言是一个亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明提供一种废水降解催化材料，该催化材料可以降解含苯胺类废水中的有毒、难降解污染物，降低废水的毒性，提高废水的可生化性。此外本发明进一步提供其制备方法与用途。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为:

本发明的第一方面，提供一种废水降解催化材料，包括载体、负载于所述载体上的活性组分和催化助剂铈锆固溶体，其中，所述载体为活性炭，所述活性组分为Co₃O₄。

上述废水降解催化材料中，优选地，所述铈锆固溶体的通式为Ce_xZr_1～xO₂，式中0.3≤x≤0.8，优选0.5≤x≤0.6。

上述废水降解催化材料中，优选地，所述载体、所述活性组分与所述铈锆固溶体的质量比为100:(0.1～3.0):(2～10)。

本发明的第二方面，提供上述废水降解催化材料的制备方法，其包括如下步骤:

(1)载体预处理

将活性炭放入硝酸溶液中浸泡，而后取出，用蒸馏水洗涤至洗涤溶液为中性为止，烘干，得到预处理后的活性炭；

(2)活性组分在载体上的负载