一種可處理亞甲基藍廢水的催化劑組合物及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無機功能材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及可處理亞甲基藍廢水的催化劑組合 物，尤其涉及一種可處理亞甲基藍廢水的三元復(fù)合氧化物K2CuMo2O8催化劑及制備方法和應(yīng) 用。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前有機染料廢水已經(jīng)成為主要的水體污染源之一。該廢水具有水量大、濃度高、 成分復(fù)雜、色度深和難降解等特點。大多數(shù)染料還具有毒性、致癌性、致畸和致突變的作用。 亞甲基藍是一種重要的有機化學(xué)合成陽離子染料，工業(yè)應(yīng)用非常廣泛。例如，可應(yīng)用于麻、 蠶絲織物、紙張的染色及竹、木的著色，應(yīng)用于生物、細菌組織的染色以及應(yīng)用于制造墨水 和色淀等。亞甲基藍在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用也將導(dǎo)致含亞甲基藍染料廢水對水體的嚴重污 染。目前有機染料廢水的處理方法主要有生物法、混凝法、高級氧化技術(shù)、光催化法、吸附法 及膜分離法等。生物法受PH值、溫度、鹽份和染料種類等因素的影響，使得生物法處理的效 果不夠理想?；炷ǖ倪\行費用較高，泥渣量大而且脫水困難，適用的pH值范圍窄。高級 氧化技術(shù)成本高，常用氧化劑也會表現(xiàn)出氧化能力不強、存在選擇性氧化等缺點，而且處理 過程中容易引入雜質(zhì)造成二次污染。光催化法需要光源照射體系，在實際應(yīng)用中受天氣影 響大。吸附法易受水中的懸浮物和油脂等影響，而且吸附劑用量大和費用高。膜分離法分 為電滲析法、反滲透法、納濾法和超濾法等，其中電滲析法、反滲透法、納濾法的優(yōu)點是染料 去除率高，能回收廢水中的染料，工藝簡單，但是所用膜的成本較高，操作壓力較大，造成膜 法的能耗偏高，影響了其工業(yè)化應(yīng)用。傳統(tǒng)的超濾法由于膜孔徑較大，難以去除低分子量的 有機污染物。因此，開發(fā)一種簡單而且高效處理亞甲基藍染料廢水的催化劑具有重要的意 義。
[0003] 本專利申請發(fā)明人在此之前公開了幾項與本專利申請相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，例如，申 請?zhí)枮?01410598642.6的專利申請"一種降解廢水中亞甲基藍染料的催化劑組合物及 其制備方法和應(yīng)用"和申請?zhí)枮?01210474494. 8的專利"一種用于處理亞甲基藍染料廢 水的催化劑組合物及其制備方法和應(yīng)用"，這兩項申請分別采用通式為M20*Cr 203*xW0#P Na20*Cr20 3*xMo03(x=l~8)的三元復(fù)合氧化物作為催化劑降解亞甲基藍染料廢水，但降解 時間較長或降解效率不理想，因此，仍有待開發(fā)出一種新型催化劑組合物或復(fù)合氧化物，在 進一步降低上述染料降解時間的同時，提高降解率，而本發(fā)明專利申請也正是發(fā)明人基于 前述工作的基礎(chǔ)上進一步研宄所作出的成果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題， 提供一種簡單、高效降解亞甲基藍廢水的催化劑組合物及其制備方法和應(yīng)用。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過大量試驗研宄后獲得了如下技術(shù)方案： 一種可處理亞甲基藍廢水的催化劑組合物，是一種復(fù)合氧化物，所述復(fù)合氧化物的通 式為 K2CuMo2O80
[0006] 本發(fā)明的另一目的還在于提供一種上述所述可處理亞甲基藍廢水的復(fù)合氧化物 的制備方法，該方法包括如下步驟： (1) 將鉀化合物、銅鹽、鉬酸鹽和檸檬酸依次加入水中，攪拌溶解，所述鉀化合物中的 鉀、銅鹽中的銅、鉬酸鹽中的鉬、檸檬酸和水的摩爾比為1 :〇. 5 :1 :4~10 :150~250 ; (2) 加入乙二醇，乙二醇加入量為檸檬酸摩爾數(shù)的4倍，攪拌IOmin后，加熱到100~ 130°C，繼續(xù)攪拌形成凝膠； (3) 將凝膠在300~1000°C下煅燒4~15小時，得到所述具有顆粒狀的三元復(fù)合氧化物 K2CuMo2O80
[0007] 優(yōu)選地，如上所述可處理亞甲基藍廢水的催化劑組合物的制備方法，其中步驟（1) 中所述鉀化合物中的鉀、銅鹽中的銅、鉬酸鹽中的鉬、檸檬酸和水的摩爾比為1: 0.5: 1: 5. 5: 192〇
[0008] 優(yōu)選地，如上所述可處理亞甲基藍廢水的催化劑組合物的制備方法，其中步驟（1) 中所述的鉀化合物選自如下的一種或多種：氫氧化鉀、氯化鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀、硫酸鉀、 硫酸氫鉀、硝酸鉀、磷酸鉀、磷酸氫鉀、磷酸二氫鉀、甲酸鉀、醋酸鉀、檸檬酸鉀。
[0009] 優(yōu)選地，如上所述可處理亞甲基藍廢水的催化劑組合物的制備方法，其中步驟（1) 中所述的銅鹽為硝酸銅、硫酸銅、醋酸銅、氯化銅中的一種或幾種。
[0010] 優(yōu)選地，如上所述可處理亞甲基藍廢水的催化劑組合物的制備方法，其中步驟（1) 中所述的鉬酸鹽為鉬酸銨或/和鉬酸鉀。
[0011] 優(yōu)選地，如上所述可處理亞甲基藍廢水的催化劑組合物的制備方法，其中步驟（2) 中所述加熱到的溫度為120°c。
[0012] 優(yōu)選地，如上所述可處理亞甲基藍廢水的催化劑組合物的制備方法，其中步驟（3) 中所述的煅燒溫度為400~900°C，煅燒時間為7小時。
[0013] 進一步優(yōu)選地，如上所述可處理亞甲基藍廢水的催化劑組合物的制備方法，其中 步驟（3)中所述的根據(jù)上述催化劑組合物處理亞甲基藍廢水的方法，包括將所述催化劑組 合物懸濁于亞甲基藍廢水中進行處理。
[0014] 所述處理亞甲基藍廢水的方法，優(yōu)選按0. 5~4. Og/L廢水的比例加入所述復(fù)合氧 化物K2CuMo2O8，在攪拌條件下處理5~30分鐘。
[0015] 本發(fā)明還涉及上述所述制備得到的K2CuMo2O三元復(fù)合氧化物的應(yīng)用。本發(fā)明所述 的三元復(fù)合氧化物K 2CuMo2O8催化劑應(yīng)用于亞甲基藍廢水的處理方法是：以三元復(fù)合氧化 物K 2CuMo2O8為催化劑，降解反應(yīng)條件為：亞甲基藍濃度在lmg/L~90mg/L范圍，處理每升 亞甲基藍廢水的催化劑用量為0. 5~4g，溶液體系處于常溫常壓。當亞甲基藍溶液體積為 40mL，濃度為10mg/L時，在攪拌下加入催化劑0. 10g，催化降解10分鐘，亞甲基藍的降解率 達到90%以上。殘余溶液顏色為無色。將殘余溶液替換為新的亞甲基藍溶液后再進行催化 劑再循環(huán)使用。結(jié)果表明，催化劑在第二次循環(huán)、第三次循環(huán)使用中的亞甲基藍染料的降解 率都達到90. 0%以上。
[0016] 本發(fā)明在常溫常壓下，無需氧化劑，也無需光照射下能有效處理亞甲基藍染料廢 水。具有催化降解效率高，工藝流程簡單，無二次污染產(chǎn)生，并且運行費用低等特點，有很高 的實際應(yīng)用價值。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明涉及的可處理亞甲基藍染料廢水的方法具有如下顯著的 優(yōu)點和顯著的進步： (1) 本發(fā)明的催化劑制備方法簡單； (2) 本發(fā)明的催化劑活性高，能在較短的時間內(nèi)快速而且高效降解污染物； (3) 本發(fā)明的廢水處理方法在常溫常壓下即可進行，工藝流程簡單和成本低； (4) 本發(fā)明的廢水處理方法無需使用氧化劑，也不需要采用任何光源照射降解體系； (5) 本發(fā)明的催化劑可重復(fù)使用多次。
【具體實施方式】
[0018] 以下通過實施例形式對本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進一步的詳細說明，但不應(yīng)將此理 解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均 屬于本發(fā)明的范圍。
[0019] 實施例1 將1.768硝酸鉀（1.744(^111〇1)、2.1(^三水硝酸銅（8.694(^111〇1)、3.1(^四水鉬酸 按（2· 5Γ 10_3mol)和 18. 30g 梓檬酸（9. ICT2 mol)依次加入 60mL (3. 33 mo