[发明专利]一种有机废水COD降解催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种有机废水COD降解催化剂及其制备方法，包括：将FeCl₃·6H₂O和醋酸钠溶于溶剂中，搅拌反应5~10h，得到Fe₃O₄纳米颗粒；将钛酸四丁酯加入到无水乙醇中，加入Fe₃O₄纳米颗粒、表面活性剂，搅拌2~5h后，得到混合液；将混合液加入到反应釜的聚四氟乙烯衬套中，在160~180℃下密封反应8~12h，得到TiO₂/Fe₃O₄复合物；通过超声辅助Hummer法制备还原氧化石墨烯，超声分散，加入TiO₂/Fe₃O₄复合物，将分散液转移到反应釜中，升温，反应8~12h后，冷却至室温，离心洗涤、干燥；物料干燥后焙烧保温处理，得有机废水COD降解催化剂。本发明的一种有机废水COD降解催化剂及其制备方法，通过制备TiO₂/Fe₃O₄/石墨烯得到的COD降解催化剂，对于水中的多种有机物的降解率高，降解效果好，可适用于工业废水处理。

技术领域

本发明涉及一种有机废水COD降解催化剂及其制备方法，属于废水处理技术领域。

背景技术

化学需氧量（COD），是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量。废水、废水处理厂出水和受污染的水中，能被强氧化剂氧化的物质（一般为有机物）的氧当量。在河流污染和工业废水性质的研究以及废水处理厂的运行管理中，它是一个重要的而且能较快测定的有机物污染参数，常以符号COD表示。

TiO₂是一种价格低廉、绿色环保、吸光能力强的半导体光催化剂，可以利用太阳光进行光催化降解有机和无机大分子污染物为小分子无机物如CO₂和H₂O 等。因而TiO₂被大量用于污染物的治理，但是由于 TiO₂的禁带宽度比较大，为 3.2eV，只能吸收波长小于380nm的紫外光的能量，但是紫外光在太阳发出的光中只占约 5%，可见光在太阳光中所占比例约为50%，这部分太阳光的能量TiO₂无法利用，TiO₂对光响应虽然敏锐，但是对太阳光能量的利用效率非常低。而且 TiO₂受光激发产生的光生电子-空穴对很容易发生复合，降低TiO₂的光催化效率。所以近来科研工作者们致力于对TiO₂的性能进行改良，改良的主要方法有离子掺杂、与贵金属复合、形成异质结纳米复合光催化材料和形成纳米复合光催化剂材料等，所以TiO₂的光催化性能得到了很大的提高。

专利公开号为CN109999793A公开了一种TiO₂/WO4光催化剂及其制备方法和应用。所述TiO₂/WO₄光催化剂由TiO₂纳米片和分布在该TiO₂纳米片上的路易斯碱[WO₄]^2-组成。所述方法包括：(1)向水热法合成的TiO2纳米片分散液中加入水溶性钨酸盐，得到混合液；(2)将步骤(2)的混合溶液持续搅拌，完成后将得到的固体产物进行洗涤、干燥，即得在TiO₂表面修饰路易斯碱[WO₄]^2-的催化剂。本发明的方法制备的易斯碱[WO₄]^2-修饰的TiO₂催化剂有效地实现了TiO₂光生载流子的分离及提高了CO₂吸附能力，明显地提升了TiO₂的CO₂光还原活性。但是，对于废水要求较为严格的领域，在使用效果上仍旧达不到要求。

发明内容