[发明专利]一种用于降解食品工业废水中有机物的光催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于降解食品工业废水中有机物的光催化剂及其制备方法。本发明方法将稀土元素镧掺杂于二氧化钛溶胶中，制备成凝胶后，干燥并用硫酸浸渍，进行SO₄^2‑改性，焙烧，制备得到光催化剂。本发明方法制备得到光催化剂具有更高的光催化氧化活性，能有效地将食品工业废水中的有机污染物转化为H₂O、CO₂等无机小分子，达到完全无机化的目的；本发明制备得到的光催化剂光催化降解食品工业废水溶液CODcr，反应60min后CODcr降低率达到90％，光催化效率较高；而且催化剂可以重复使用，易于分离，不会带来二次污染。

技术领域

本发明涉及有机废水处理技术领域，具体涉及一种用于降解食品工业废水中有机物的光催化剂及其制备方法。

背景技术

食品工业废水主要来源于生产阶段，废水中含有大量有机物，COD和BOD值大。食品工业废水会造成水体的富营养化，破坏水体的自净能力，污染环境。食品工业废水处理技术包括物理法、化学法、物理化学法、生物法、生化法及生物-物理-化学联用法。

长期以来，对食品工业污水的处理主要采取物理分离、生物降解和化学分解等方法。这些方法虽然工艺成熟，但都存在一定的局限性。物理分离只是将污染物浓缩或从一相转到另一相，污染物并未消除，存在二次污染；生物降解受温度、pH值和污染物种类的限制；化学分解法也不能将所有污染物彻底分解。而且，上述许多方法存在耗能大、设备复杂、费用高、易带来二次污染等缺点。

近年来迅速发展起来的光催化氧化技术，为解决日益严重的食品工业废水污染提供了一条新途径，但是食品工业废水中有机物种类多且复杂，催化剂的催化效率、成本及活性和稳定性具有一定程度的局限。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种用于降解食品工业废水中有机物的光催化剂及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种用于降解食品工业废水中有机物的光催化剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)制备二氧化钛溶胶；

(2)向步骤(1)得到的溶胶中滴加水溶性镧盐溶液，分散均匀；

(3)搅拌步骤(2)得到的混合体系形成凝胶；

(4)将步骤(3)得到的凝胶静置然后干燥后制成粉状，得到粉末状的固体；

(5)将步骤(4)得到的粉末状的固体分散于硫酸溶液中浸渍，固液分离后干燥后进行焙烧，得到所述光催化剂。

本发明方法将稀土元素镧掺杂于二氧化钛溶胶中，制备成凝胶后，干燥并用硫酸浸渍，进行SO₄^2-改性，焙烧，制备得到光催化剂具有更高的光催化氧化活性，并且具有很好的稳定性和抗湿性能；而且催化剂可以重复使用，易于分离，不会带来二次污染，具有更高的效率。

优选地，步骤(5)中焙烧的温度为475-500℃。

更优选地，步骤(5)中焙烧的温度为480℃，焙烧的时间为3小时。

优选地，步骤(3)中得到的凝胶中，镧元素和钛元素的摩尔比为0.4％-0.6％。

更优选地，步骤(3)中得到的凝胶中，镧元素和钛元素的摩尔比为0.5％。