用于降解染料废水的MoO₃湿式催化剂及其制备方法

用于降解染料废水的MoO₃湿式催化剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于降解染料废水的MoO3湿式催化剂及其制备方法，将(NH4)6MoO7O24·4H2O加入到水中得到澄清溶液，向上述澄清溶液中滴加硝酸溶液，滴加完成后继续搅拌得到悬浮液，再将上述悬浮液转移至高压水热反应釜中进行水热反应，然后自然冷却，过滤，水和乙醇各洗三次，干燥得到淡蓝色的纯MoO3催化剂，最后将纯MoO3催化剂于200?500℃煅烧得到目标产物淡绿色的MoO3湿式催化剂。本发明制备的MoO3催化剂有很好的催化性能，在常温常压且没有光照的条件下，能够高效降解高浓度的染料废水。
【专利说明】
用于降解染料废水的MoO3湿式催化剂及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于湿式氧化催化剂及染料废水降解技术领域，具体涉及一种用于降解染料废水的MoO3湿式催化剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]染料废水是典型的难生物降解有机废水之一。色度深、COD浓度高、碱性大、有机成分复杂、含盐量高、可生化性差、排放量大、处理难度高染料在生产和使用中进入环境，其中有的还含有苯环、胺基、偶氮基团等致癌物质，严重污染环境，尤其是染料废水的色度污染尤为严重，采用常规的生物处理去除效果不够理想。而有色水体会影响太阳光的透射，不利于水生生物的生长繁殖，进而影响水体的自净作用，此外，染料废水大部分偏碱性，进入农田会使土地盐碱化。目前，人们普遍认为，湿式氧化法是处理高浓度，毒性大，生物降解性差的有机废水的有效方法，并且它还具有占地面积小，无二次污染等优点;但是其实际推广还是受到限制，主要是因为湿式氧化法要求的反应温度比较高，一般为220-320 °C，因而存在对设备要求高、能耗大的缺陷，另外反应中需维持高温高压才能进行，所以仅适用于小流量的高浓度的废水处理;对于低浓度的废水，则不是很经济，也正是这限制了湿式空气氧化技术的进一步推广。催化湿式氧化技术是70年代在传统的湿式氧化法的基础上发展起来的具有一定竞争力的新技术。它主要是指在原有技术上加入适当的催化剂，从而降低反应的温度和压力，提高氧化分解能力，缩短反应时间，防止和降低成本，进而克服了湿式氧化法的高温高压的反应条件。钼和钼合金材料不仅具有良好的耐高温强度和硬度，而且还具有良好的导电、导热、抗腐蚀等性能。MoO3不仅是制备钼和钼合金的主要原料，而且本身也具有电致变色、光致变色、光催化降解及气敏等特性，因此在合成敏感元件、催化剂、快离子导体等许多功能材料方面具有特殊用途。

【发明内容】

[0003]本发明解决的技术问题是提供了一种操作简单且环境友好的用于降解染料废水的MoO3湿式催化剂及其制备方法。
[0004]本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，用于降解染料废水的MoO3湿式催化剂，其特征在于是由以下方法制得的:将(ΝΗ4)6Μθθ7θ24.4Η2Ο加入到水中得到澄清溶液，向上述澄清溶液中滴加硝酸溶液，滴加完成后继续搅拌得到悬浮液，再将上述悬浮液转移至高压水热反应釜中进行水热反应，然后自然冷却，过滤，水和乙醇各洗三次，干燥得到淡蓝色的纯MoO3催化剂，最后将纯MoO3催化剂于200-500°C煅烧得到目标产物淡绿色的MoO3湿式催化剂。
[0005]本发明所述的用于降解染料废水的MoO3湿式催化剂的制备方法，其特征在于具体步骤为:
(1)将1.86g(NH4)6MoO7O24.4H20加入到15mL去离子水中，搅拌溶解得澄清溶液；
(2)在磁力搅拌的条件下将4.77mL摩尔浓度为2.2mol/L的硝酸溶液滴加到上述澄清溶液中，滴加完成后继续搅拌1min得到乳白色悬浮液；
(3 )将悬浮液转移到聚四氟乙烯衬垫的高压水热反应釜中于170 °C水热反应24h，自然冷却至室温过滤，水和乙醇各洗三次，然后在恒温干燥箱中于80°C干燥得到淡蓝色的纯MoO3催化剂；
(4)将得到的纯MoO3催化剂置于马弗炉中于200-500°C煅烧得到目标产物淡绿色的MoO3湿式催化剂。
[0006]进一步优选，步骤(4)中的煅烧温度优选为400°C。
[0007]本发明制备的MoO3催化剂有很好的催化性能，在常温常压且没有光照的条件下，能够高效降解高浓度的染料废水，在降解有机污染物的处理技术中有潜在的应用价值。
【附图说明】
[0008]图1是本发明实施例1-7制得的MoO3湿式催化剂的降解性能曲线；
图2是本发明实施例1-7制得的MoO3湿式催化剂的XRD图谱；
图3是本发明实施例1制得的MoO3湿式催化剂的SEM图谱；
图4是本发明实施例2制得的MoO3湿式催化剂的SEM图谱；
图5是本发明实施例3制得的MoO3湿式催化剂的SEM图谱；
图6是本发明实施例4制得的MoO3湿式催化剂的SEM图谱；
图7是本发明实施例5制得的MoO3湿式催化剂的SEM图谱；
图8是本发明实施例6制得的MoO3湿式催化剂的SEM图谱；
图9是本发明实施例7制得的MoO3湿式催化剂的SEM图谱。
[0009]由图1可知煅烧温度对MoO3催化剂的催化性能有重要的影响，在常温常压下煅烧温度为400°C时降解效果最好。
[0010]对样品进行X射线衍射分析，通过XRD结果显示，该催化剂在300°C时有晶型转变，Mo03-Mo03-3样品的主要晶相都为h-Mo03，而Mo03-4-Mo03-7样品的主要晶相都为r_Mo03。
[0011]图3-9则说明煅烧温度影响MoO3催化剂的形貌，未煅烧时，催化剂表面是光滑的且为六棱柱状，而随着煅烧温度的增加，六棱柱表面逐渐开裂，柱状结构也被破坏，分裂成片状结构，当煅烧温度为700°C，已经完全分散开来，催化降解性能也急剧降低。
【具体实施方式】
[0012]以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
[0013]实施例1
(1)将1.86g(NH4)6MoOtO24.4H20固体颗粒加入到15mL去离子水中，磁力搅拌溶解得澄清溶液；
(2)在磁力搅拌的条件下将4.77mL摩尔浓度为2.2mol/L的硝酸溶液滴加到澄清溶液中，滴加完成后继续搅拌1min得到乳白色的悬浮液；
(3)将悬浮液转移到聚四氟乙烯衬垫的高压水热反应釜中于170°C水热反应24h，然后自然冷却至室温经过滤，水和乙醇各洗三次之后，置于恒温干燥箱中于80°C干燥3h得到淡蓝色的纯M0O3催化剂，标记为Μοθ3 ；
MoO3催化剂在常温常压下降解5mg/L的罗丹明B染料废水，3h的降解率为69.67%。
[0014]实施例2
(1)将1.86g(NH4)6MoO7O24.4H20固体颗粒加入到15mL去离子水中，磁力搅拌溶解得澄清溶液；
(2)在磁力搅拌的条件下将4.77mL摩尔浓度为2.2mol/L的硝酸溶液滴加到澄清溶液中，滴加完成后继续搅拌1min得到乳白色的悬浮液；
(3)将悬浮液转移到聚四氟乙烯衬垫的高压水热反应釜中于170°C水热反应24h，然后自然冷却至室温经过滤，水和乙醇各洗三次之后，置于恒温干燥箱中于80°C干燥3h得到淡蓝色的纯MoO3催化剂；
(4)将得到的纯MoO3催化剂置于马弗炉中于200°C进行煅烧，最终得到目标产物淡绿色的MoO3湿式催化剂，标记为Mo03-2 ；
1003-2催化剂在常温常压下降解51^/1的罗丹明8染料废水，311的降解率为80.06%。
[0015]实施例3
(1)将1.86g(NH4)6MoO7O24.4H20固体颗粒加入到15mL去离子水中，磁力搅拌溶解得澄清溶液；
(2)在磁力搅拌的条件下将4.77mL摩尔浓度为2.2mol/L的硝酸溶液滴加到澄清溶液中，滴加完成后继续搅拌1min得到乳白色的悬浮液；
(3)将悬浮液转移到聚四氟乙烯衬垫的高压水热反应釜中于170°C水热反应24h，然后自然冷却至室温经过滤，水和乙醇各洗三次之后，置于恒温干燥箱中于80°C干燥3h得到淡蓝色的纯MoO3催化剂；
(4)将得到的纯MoO3催化剂置于马弗炉中于300°C进行煅烧，最终得到目标产物淡绿色的MoO3湿式催化剂，标记为Mo03-3 ；
1003-3催化剂在常温常压下降解51^/1的罗丹明8染料废水，311的降解率为73.01%。
[0016]实施例4
(1)将1.86g(NH4)6MoO7O24.4H20固体颗粒加入到15mL去离子水中，磁力搅拌溶解得澄清溶液；
(2)在磁力搅拌的条件下将4.77mL摩尔浓度为2.2mol/L的硝酸溶液滴加到澄清溶液中，滴加完成后继续搅拌1min得到乳白色的悬浮液；
(3)将悬浮液转移到聚四氟乙烯衬垫的高压水热反应釜中于170°C水热反应24h，然后自然冷却至室温经过滤，水和乙醇各洗三次之后，置于恒温干燥箱中于80°C干燥3h得到淡蓝色的纯MoO3催化剂；
(4)将得到的纯MoO3催化剂置于马弗炉中于400°C进行煅烧，最终得到目标产物淡绿色的MoO3湿式催化剂，标记为Mo03-4 ；
1003-4催化剂在常温常压下降解51^/1的罗丹明8染料废水，311的降解率为85.86%。
[0017]实施例5
(1)将1.86g(NH4)6MoO7O24.4H20固体颗粒加入到15mL去离子水中，磁力搅拌溶解得澄清溶液；
(2)在磁力搅拌的条件下将4.77mL摩尔浓度为2.2mol/L的硝酸溶液滴加到澄清溶液中，滴加完成后继续搅拌1min得到乳白色的悬浮液；
(3)将悬浮液转移到聚四氟乙烯衬垫的高压水热反应釜中于170°C水热反应24h，然后自然冷却至室温经过滤，水和乙醇各洗三次之后，置于恒温干燥箱中于80°C干燥3h得到淡蓝色的纯MoO3催化剂；
(4)将得到的纯MoO3催化剂置于马弗炉中于500°C进行煅烧，最终得到目标产物淡绿色的MoO3湿式催化剂，标记为Mo03-5 ；
1003-5催化剂在常温常压下降解51^/1的罗丹明8染料废水，311的降解率为74.31%。
[0018]实施例6
(1)将1.86g(NH4)6MoO7O24.4H20固体颗粒加入到15mL去离子水中，磁力搅拌溶解得澄清溶液；
(2)在磁力搅拌的条件下将4.77mL摩尔浓度为2.2mol/L的硝酸溶液滴加到澄清溶液中，滴加完成后继续搅拌1min得到乳白色的悬浮液；
(3)将悬浮液转移到聚四氟乙烯衬垫的高压水热反应釜中于170°C水热反应24h，然后自然冷却至室温经过滤，水和乙醇各洗三次之后，置于恒温干燥箱中于80°C干燥3h得到淡蓝色的纯MoO3催化剂；
(4)将得到的纯MoO3催化剂置于马弗炉中于600°C进行煅烧，最终得到目标产物淡绿色的MoO3湿式催化剂，标记为Mo03-6 ；
1003-6催化剂在常温常压下降解51^/1的罗丹明8染料废水，311的降解率为68.96%。
[0019]实施例7
(1)将1.86g(NH4)6MoO7O24.4H20固体颗粒加入到15mL去离子水中，磁力搅拌溶解得澄清溶液；
(2)在磁力搅拌的条件下将4.77mL摩尔浓度为2.2mol/L的硝酸溶液滴加到澄清溶液中，滴加完成后继续搅拌1min得到乳白色的悬浮液；
(3)将悬浮液转移到聚四氟乙烯衬垫的高压水热反应釜中于170°C水热反应24h，然后自然冷却至室温经过滤，水和乙醇各洗三次之后，置于恒温干燥箱中于80°C干燥3h得到淡蓝色的纯MoO3催化剂；
(4)将得到的纯MoO3催化剂置于马弗炉中于700°C进行煅烧，最终得到目标产物淡绿色的MoO3湿式催化剂，标记为Mo03-7 ；
1003-7催化剂在常温常压下降解51^/1的罗丹明8染料废水，311的降解率为8.26%。
[0020]以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。
【主权项】
1.用于降解染料废水的MoO3湿式催化剂，其特征在于是由以下方法制得的:将(NH4)BMoO7O24.4H20加入到水中得到澄清溶液，向上述澄清溶液中滴加硝酸溶液，滴加完成后继续搅拌得到悬浮液，再将上述悬浮液转移至高压水热反应釜中进行水热反应，然后自然冷却，过滤，水和乙醇各洗三次，干燥得到淡蓝色的纯MoO3催化剂，最后将纯MoO3催化剂于200-500 °C煅烧得到目标产物淡绿色的MoO3湿式催化剂。2.—种权利要求1所述的用于降解染料废水的MoO3湿式催化剂的制备方法，其特征在于具体步骤为: (1)将1.86g(NH4)6MoO7O24.4H20加入到15mL去离子水中，搅拌溶解得澄清溶液； (2)在磁力搅拌的条件下将4.77mL摩尔浓度为2.2mol/L的硝酸溶液滴加到上述澄清溶液中，滴加完成后继续搅拌1min得到乳白色悬浮液； (3)将悬浮液转移到聚四氟乙烯衬垫的高压水热反应釜中于170°C水热反应24h，自然冷却至室温过滤，水和乙醇各洗三次，然后在恒温干燥箱中于80°C干燥得到淡蓝色的纯MoO3催化剂； (4)将得到的纯MoO3催化剂置于马弗炉中于200-500°C煅烧得到目标产物淡绿色的MoO3湿式催化剂。3.根据权利要求2所述的用于降解染料废水的MoO3湿式催化剂的制备方法，其特征在于:步骤(4)中的煅烧温度优选为400°C。
【文档编号】C01G39/02GK105836802SQ201610184807
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】孙剑辉, 王竞侦, 董淑英, 孙靖宇, 韩笑, 禹崇菲, 郭佳滢
【申请人】河南师范大学