[发明专利]一种旋转盘反应器中改性TiO2催化剂降解含酚废水的方法

摘要

本发明公开了一种旋转盘反应器中改性TiO₂催化剂降解含酚废水的方法，包括以下步骤：（1）催化剂原位掺杂改性制备改性催化剂溶胶；（2）催化剂负载；（3）均匀光源的设计及安装；（4）降解含酚废水。本发明采用溶胶‑凝胶法对催化剂的制备、离子掺杂改性以及负载一次性完成，并将这一技术应用到旋转盘反应器上，使二者的优势相结合，以提高苯酚废水的光催化降解效率。

主权项

一种旋转盘反应器中改性TiO₂催化剂降解含酚废水的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）催化剂原位掺杂改性制备改性催化剂溶胶：取原料钛酸酯类50~200mL，溶剂100~850mL，抑制剂3~80mL，去离子水2.5~30mL，催化剂1~5mL以及改性离子，先将原料与溶剂总量的2/3混合，再加入抑制剂，组成A液；将水、催化剂、改性离子、溶剂总量的1/3混合均匀组成B液；A液搅拌均匀后，逐滴滴加B液，滴加结束后继续搅拌0.5~2h，制得改性催化剂溶胶；所述原料钛酸酯类为钛酸丁酯、钛酸四异丁酯、钛酸乙酯中的任一种，溶剂为乙醇或异丙醇，抑制剂为冰醋酸、乙酰丙酮、二乙醇胺、三乙醇胺中的任一种，催化剂为盐酸、硝酸或醋酸中的任一种；所述改性离子为Cr³⁺、Fe³⁺、Mo⁵⁺、Ru³⁺、Os³⁺、Re⁵⁺、V⁴⁺、Rh³⁺及Zn²⁺中的一种或两种，改性离子与钛元素的物质的量比为：改性离子﹕钛=0.1~10﹕100；（2）催化剂负载：步骤（1）所制得的溶胶陈化一天后即可进行催化剂的负载；催化剂的负载过程分为浸渍和焙烧：①浸渍：以转盘反应器中的转盘为载体，采用浸渍法负载：将转盘经酸洗、碱洗、超声过程处理、晾干后浸入溶胶中，10~20s后取出，将转盘斜置使多余的溶胶流走，斜置时要多方位，以保持转盘上溶胶的均匀；②焙烧：将上述负载后的转盘于空气中自然晾干20~60min后，置于干燥箱中90~150℃下干燥30~120min，再取出置于马弗炉中焙烧，焙烧温度为300~600℃，保温1~3h；重复上述浸渍、焙烧过程3~7次，负载催化剂量为0.001~0.005g/cm²；（3）均匀光源的设计及安装：在转盘上方均匀设有光源，光源采用“s”型灯管构成面光源，使转盘上各个点的光强一致；（4）降解含酚废水：将制备的模拟含酚废水置入储液槽中，开启电源，废水经泵、转子流量计到旋转盘反应器内，从转转盘反应器的进液管流到转盘中心，在离心力的作用下液体在转盘表面形成微米级液膜，在光照作用下发生光降解反应，之后经转盘甩出，液体沿壳体内壁流下，经转盘反应器底部的出液管进入储液槽进行循环；反应后取样分析，测定废水中酚类化合物的降解率和矿化率。