[发明专利]α-MnO2

说明书

本发明使用α‑MnO₂作为催化剂，将其应用到臭氧处理水中的污染物，实现臭氧利用率最大化，减少臭氧能耗，降低运行成本。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种α-MnO₂臭氧催化氧化水中污染物的方法。

背景技术

臭氧氧化水处理技术，是制备高品质再生水和保障再生水回用安全的重要手段。然而，臭氧对污染物具有选择性、运行成本高、稳定性差依然是其应用面临的瓶颈，制约其进一步广泛应用。催化臭氧氧化工艺通过加入催化剂，可加速臭氧分解，提高臭氧利用率，从而产生更多的活性氧，消除对污染物的选择性、提高对污染物的去除效率与稳定性。

MnO₂作为常见的臭氧催化剂，因其具有多种价态、高稳定性和低成本受到广泛关注。MnO₂以α-、β-、γ-、δ-、ε-MnO₂等晶型存在，不同晶型的基本单元[MnO₆]八面体的连接方式不同。针对不同晶型MnO₂在水中催化臭氧氧化污染物的研究鲜有报道。因此，识别二氧化锰晶型对催化活性的影响因子，筛选最优晶型的催化剂，优化操作条件对于提高臭氧利用率，减少臭氧能耗，降低臭氧运行成本有重要意义。

本发明提供一种MnO₂的最佳晶型，可以最大限度的提高水中臭氧氧化污染物的利用率，减少臭氧能耗，降低运行成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种最佳MnO₂晶型，将其应用到臭氧处理水中的污染物，实现臭氧利用率最大化，减少臭氧能耗，降低运行成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种MnO₂晶型在臭氧处理水中污染物的应用，所述MnO₂为α-MnO₂。

其中，所述α-MnO₂呈现高度交叉的纳米纤维形貌。

其中，所述纳米纤维的直径优选为5～20nm，长度优选为100nm～2μm。

其中，所述α-MnO₂的晶格间距优选为0.2nm～0.3nm。

其中，所述α-MnO₂的比表面积为优选为100m²g^-1～102m²g^-1。

其中，所述α-MnO₂的平均孔径优选为5.5nm～6.5nm。

所述α-MnO₂采用水热法制备而成，具体步骤包括：

第一步，制备KMnO₄和Mn(Ac)₂前驱液；

第二步，将第一步制备的前躯液放入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在烘箱中140℃反应2h；

第三步，将第二步制备的样品离心、洗涤，在80℃的条件下干燥12h，研磨后得到α-MnO₂粉末。

本发明还提供一种处理水中污染物的方法，其包括：

第一步，在污染水中添加上述制备的α-MnO₂催化剂；

第二步，向污染水中投加气态臭氧，进行污染物处理。

所述第一步中，催化剂投加量优选为0.05-0.2g/L。

所述第二步中，臭氧投加量0.05-0.15mg/min。

本发明的有益效果