專利名稱：鎢酸鹽光催化劑的制備及其在催化降解糖蜜酒精廢水中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用光催化劑應(yīng)用在環(huán)保領(lǐng)域的技術(shù)，特別是將光催化劑應(yīng)用于處理糖蜜酒精廢水的技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前環(huán)境工程最重要的是污水的處理，為保持生態(tài)平衡和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展及人們生活的質(zhì)量，對(duì)工業(yè)廢水和城市生活污水的處理已經(jīng)成為國(guó)家和地區(qū)的發(fā)展戰(zhàn)略的組成部分，但許多工業(yè)廢水處理的技術(shù)問(wèn)題還很難解決，特別是食品、紡織、皮革、制糖、造紙的污水，一直是環(huán)境工程學(xué)家的研究熱點(diǎn)，以糖蜜酒精廢水為例，從公開文獻(xiàn)中得知，糖蜜酒精廢水是復(fù)雜的難降解有機(jī)廢水，是制約著糖廠可持續(xù)性發(fā)展的瓶頸。為了解決這個(gè)難題，許多糖廠技術(shù)人員和環(huán)境工程學(xué)者研究了很多方法來(lái)處理這個(gè)問(wèn)題，近年來(lái)一些公開文獻(xiàn)介紹了處理糖蜜酒精廢水的方法，如龐宗培，張健等(CN1244644)提出將甘蔗糖蜜酒精蒸餾廢液燃燒處理。陳國(guó)強(qiáng)，姚俊等(CN 1210888)采用廢糖蜜生產(chǎn)糖化酶。江永，黃福中等提出(CN 1356295)利用糖蜜酒精糟生產(chǎn)甘蔗專用有機(jī)復(fù)混肥。周法貽提出(CN 1343637)采用生化技術(shù)處理糖蜜酒精廢液，藍(lán)昆元，饒漢東等提出(CN 1315296)采用生化處理方法，并結(jié)合膜處理來(lái)治理糖蜜酒精廢醪液。鄭必勝，郭祀遠(yuǎn)等提出，應(yīng)用高梯度磁分離技術(shù)處理糖蜜酒精廢水(《環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)》1999年第19卷第3期)，還有的將酒精廢液濃縮后干燥成粉末等。但由于糖蜜酒精廢水的組分復(fù)雜、難以降解，所以尚未有一種高效、低成本的處理方法。
有關(guān)鎢酸鹽作為光催化劑降解水中有機(jī)污染物的研究已有報(bào)道，如均相體系中仲鎢酸鹽A(W7O246-)的光化學(xué)活性已有研究，它可使22種鹵代烴完全降解和礦化(HuC.W.，YueB.，Yamase T.，Appl.Catal.A[J]，2000，194-19599～106)，但催化劑無(wú)法回收。郭伊荇，岳斌等(《高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報(bào)》2001，第22卷第9期)通過(guò)陰離子交換反應(yīng)制備了水不溶性的仲鎢酸鹽A柱撐化合物Mg12Al6(OH)36(W7O24).4H2O(縮為MgAl-W7)，該化合物對(duì)降解殺蟲劑六六六具有催化活性，然而，人們對(duì)鎢酸鹽的光催化性能的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，有關(guān)鎢酸根與其它金屬離子組成的化合物作為污水處理未見公開文獻(xiàn)報(bào)道。
技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明人經(jīng)過(guò)研究了鎢酸根與其它金屬離子組成的化合物的性質(zhì)，并經(jīng)過(guò)許多試驗(yàn)，發(fā)明了鎢酸鹽光催化劑制備技術(shù)。
本發(fā)明人的重要的發(fā)明目的將制備得到的鎢酸鹽光催化劑作為環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用，特別是在解決糖蜜酒精廢水處理方面的應(yīng)用。
本發(fā)明的技術(shù)方案是鎢酸鹽光催化劑由鎢酸根陰離子或多聚鎢酸根陰離子與金屬陽(yáng)離子組成，所述的鎢酸根為WO42-、WO66-，多聚鎢酸根為W2O96-，W3O102-；所述的金屬陽(yáng)離子包括鉍、銻、鉛、鈦、鋯、錫、釩、鈮、鉭、錳、鐵、鈷、銅、鋅其中的一種高價(jià)離子或多種高價(jià)離子組成。從結(jié)構(gòu)上分析可看作是鎢氧化物和所述的其它金屬氧化物的復(fù)合氧化物。
鎢酸鹽光催化劑的制備方法是按化學(xué)反應(yīng)配比先將帶鎢酸根的化合物和含陽(yáng)離子鉍、銻、鉛、鈦、鋯、錫、釩、鈮、鉭、錳、鐵、鈷、銅、鋅其中的一種或多種水溶性金屬鹽化合物溶解于水，然后在攪拌下混和生成沉淀，沉淀老化1-5h后，過(guò)濾分離得沉淀物。沉淀物在105-120℃下干燥5-10h，然后在400-800℃下焙燒1-3h，即得鎢酸鹽催化劑。
該催化劑在處理工業(yè)廢水方面的應(yīng)用過(guò)程是先將工業(yè)廢水如食品、紡織、皮革、制糖、造紙的污水進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理工藝包括酸堿中和、沉淀、過(guò)濾、上浮，或者采用吸附劑、或絮凝劑、或生化劑進(jìn)行處理，然后將預(yù)處理過(guò)的廢水放入有充足太陽(yáng)光的水遲或有強(qiáng)光照射的容器中，加入鎢酸鹽光催化劑，通入空氣，在攪拌的情況下，進(jìn)行光催化降解3-10小時(shí)，即能使工業(yè)廢水的脫色率達(dá)90％以上，COD去除率達(dá)70％以上。
該催化劑在處理糖蜜酒精廢液方面的應(yīng)用過(guò)程是先將糖蜜酒精廢液進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理工藝包括先在糖蜜酒精廢液中加入石灰中和、并采用沉淀劑或吸附劑、絮凝劑、生化劑進(jìn)行處理，再用適量水進(jìn)行稀釋，然后將預(yù)處理過(guò)的糖蜜酒精廢液放入有充足太陽(yáng)光的水遲或有強(qiáng)光照射的容器中，加入鎢酸鹽光催化劑，通入空氣，在攪拌的情況下，進(jìn)行光催化降解3-10小時(shí)，即能使工業(yè)廢水的脫色率達(dá)90％以上，COD去除率達(dá)80％以上。
本發(fā)明其中鎢酸鹽光催化劑處理處理工業(yè)廢水方面應(yīng)用時(shí)，其降解可以是一級(jí)或多級(jí)使用。
以下是本發(fā)明鎢酸鹽光催化劑處理處理工業(yè)廢水的機(jī)理光催化降解廢水是近年來(lái)十分關(guān)注的研究領(lǐng)域，光催化降解的關(guān)鍵是光催化劑，其實(shí)質(zhì)是光生載流子引發(fā)的氧化還原反應(yīng)。具有一定能量的光子照射到光催化劑后，產(chǎn)生了電子和空穴，形成了氧化還原的活性中心。
光催化劑+hv(光子)→光催化劑+e-(光電子)+h+(空穴)由于催化劑的結(jié)構(gòu)不同，其禁帶寬度不同，由價(jià)電子躍遷產(chǎn)生光電子所需要的最小能量就不同。禁帶寬度愈小，所需的能引發(fā)光電子的光子能量就愈低，催化劑能吸收太陽(yáng)的能量就愈多。二氧化鈦是近年來(lái)研究較多的光催化劑，但其禁帶寬度太寬，僅能利用太陽(yáng)光的4％左右，為了降低二氧化鈦光催化劑的禁帶寬度，近年來(lái)研究者們對(duì)其做了大量的催化劑改性工作，如R.Asahi等在2001年13期的《SCIENCE》雜志報(bào)道了氮改性的TiO2-xNx光催化劑較TiO2光催化劑對(duì)光譜的響應(yīng)產(chǎn)生紅移。梁金生等在2002年《中國(guó)稀土學(xué)報(bào)》第20卷第1期報(bào)道稀土提高了納米TiO2的光催化活性等，但TiO2主體材料的結(jié)構(gòu)決定了改性工作只能對(duì)其禁帶寬度產(chǎn)生有限的影響，欲得到禁帶寬度更低的催化劑，必須尋找新的光催化劑。
光催化降解工業(yè)廢水如食品、紡織、皮革、制糖、造紙的污水以及糖蜜酒精廢水是采用光催化劑，在可見光或紫外光的照射下，通入空氣進(jìn)行光催化降解反應(yīng)。光催化降解廢水的報(bào)道在公開文獻(xiàn)上刊登過(guò)一些文章，如李芳柏；黃志堯等(CN1301668)提出，以TiO2或改性TiO2作光催化劑，以活性炭纖維網(wǎng)作光催化劑的載體，同時(shí)加入H2O2、O3和二價(jià)鐵鹽作輔助氧化劑，組成一個(gè)強(qiáng)化的光催化氧化體系。廖世軍，袁高清研制出(CN1342519)復(fù)雜體系的光催化劑，該催化劑是由一種含三、四價(jià)鈦及堿土金屬元素的鹽類物質(zhì)組成。李耀中等(《中國(guó)給水排水》2003年第19卷第1期)設(shè)計(jì)了一種流化床光催化反應(yīng)器與過(guò)濾預(yù)處理相組合的中試系統(tǒng)，制備了一種以30～40目耐火磚顆粒為載體的負(fù)載型TiO2光催化劑。孫文中等(《水處理技術(shù)》第28卷第5期)提出采用復(fù)相光催化劑WO3/CdS/W對(duì)印染廢水的深度處理進(jìn)行了研究，但尚未見鎢酸鹽光催化劑降解處理工業(yè)廢水如食品、紡織、皮革、制糖、造紙的污水，特別是糖蜜酒精廢水的報(bào)道。
以下是本發(fā)明的鎢酸鹽光催化劑降解處理工業(yè)廢水如食品、紡織、皮革、制糖、造紙的污水，特別是糖蜜酒精廢水的應(yīng)用過(guò)程廢水的脫色以其在400nm的紫外吸光度變化作為廢水脫色變化，脫色率計(jì)算公式為D％＝(A0-Ai)/A0×100％式中D代表脫色率；A0代表初始溶液的吸光度；Ai代表各反應(yīng)階段的吸光度。下面是廢水降解情況比較表1 預(yù)處理方法對(duì)糖蜜酒精廢水光催化降解脫色的影響光催化降解不同時(shí)間段的脫色率預(yù)處理方法30min 60min 90min 120min經(jīng)活性炭預(yù)處理后的糖蜜酒精廢水 48％81.9％ 90％94.3％經(jīng)聚合氯化鋁預(yù)處理后的糖蜜酒精廢水 32％74.3％ 86.4％ 92.5％經(jīng)生化方法預(yù)處理后的糖蜜酒精廢水47.8％ 86.0％ 99％100％未處理，僅稀釋20倍的糖蜜酒精廢水12％24.3％ 54.9％ 67.8％未處理，僅稀釋30倍的糖蜜酒精廢水53.2％ 66.9％ 82.6％ 89.4％催化劑用量為3g/L，高壓汞燈功率為300W，空氣流量為126L/h。
表1說(shuō)明，預(yù)處理方法直接影響糖蜜酒精廢水的脫色情況，其中以生化預(yù)處理后的廢水脫色效果最好，這是因?yàn)樯姆椒ㄒ呀到饬藦U水中的大部分有機(jī)物，光催化的負(fù)荷降低。但由于糖蜜酒精廢水的色澤不易被微生物降解，所以生化處理后的糖蜜酒精廢水的色澤仍較深，而光催化卻能很好地解決了這一難題。
影響光催化降解的因素很多，其中關(guān)鍵還是光催化劑的催化活性，在其它條件不變的條件下考察光催化劑的活性，見表2所示。
表2 光催化劑降解活性比較不同反應(yīng)時(shí)間的廢水脫色率*催化劑30min60min90min120minBi2WO653.20％ 66.90％ 82.60％ 89.40％
Bi2WO6/Fe，含F(xiàn)e0.1％(摩爾)47.50％ 65.90％ 83.30％ 90.61％Bi2WO6/Ce，含Ce0.5％(摩爾)37.50％ 45.60％ 56.90％ 61.70％Bi2WO6/Ti，含Ti1.2％(摩爾)40.40％ 50.00％ 57.50％ 61.60％PbWO446.60％ 65.60％ 80.50％ 90.20％PbWO4/Fe，含F(xiàn)e1％(摩爾) 38.70％ 67.30％ 82.30％ 91.15％TiO254.80％ 67.00％ 80.60％ 82.50％*糖蜜酒精廢水稀釋30倍后直接進(jìn)行光催化降解，催化劑用量為3g/L，高壓汞燈功率為300W，空氣流量為126L/h。
從表2可知，上述光催化劑對(duì)糖蜜酒精廢水的降解均有催化活性，但降解活性差異較大，反應(yīng)初活性以TiO2、Bi2WO6催化劑較好，其脫色率分別為54.8％、53.2％，但反應(yīng)120分鐘后，以PbWO4/Fe、Bi2WO6/Fe催化劑的活性較好，其脫色率分別為91.15％、90.61％。
糖蜜酒精廢水在光降解脫色過(guò)程中，其COD亦不斷降低，COD的變化情況如表3所示。
表3 糖蜜酒精廢水(稀釋30倍)在光降解過(guò)程中COD去除率的變化*經(jīng)不同時(shí)間降解的廢水的COD去除率％處理方法30min60min90min 120minBi2WO6/Fe 25.9 50.1265.14 72.56TiO226.0145.7860.12 67.32PbWO4/Fe32.5％ 56.4％ 68.1％ 78.4％活性炭吸附**38.7141.3242.32 43.15*糖蜜酒精廢水稀釋30倍后直接進(jìn)行光催化降解，催化劑用量為3g/L，高壓汞燈功率為300W，空氣流量為126L/h，COD分析采用重鉻酸鉀法**活性炭投入量3g/L，攪拌速度為5r/s。
由表3可知，在光催化降解過(guò)程中，由于光降解能在催化劑的作用下穩(wěn)定進(jìn)行，所以COD去除率能持續(xù)地增加，而在活性炭吸附過(guò)程中，吸附達(dá)到平衡后，活性炭上的吸附量不再增加，COD值下降的動(dòng)力就消失了，所以COD去除率隨時(shí)間的變化很小，但由于吸附容易達(dá)到平衡，所以在起始時(shí)間段，活性炭的吸附較快，活性炭的COD去除率比光催化劑的去除率大。
在催化劑制備過(guò)程中，焙燒溫度對(duì)其催化活性有較大的影響，以鎢酸鉛光催化劑為例研究焙燒溫度對(duì)光催化劑的影響。


圖1是焙燒溫度對(duì)PbWO4光催化劑活性的影響圖2是空氣流量對(duì)BiWO4/Fe光催化降解的影響。
圖3是光照對(duì)Bi2WO6光催化降解脫色的影響。
圖4是TiO2、Bi2WO6和PbWO4光催化劑紫外漫反射光譜圖。
圖5是TiO2、Bi2WO6和PbWO4光催化劑紫外漫反射光譜微分圖。
從圖1了解到，焙燒是多相催化劑活化的重要環(huán)節(jié)，焙燒溫度太低，難以形成有效的光催化劑活性中心，焙燒溫度太高，易導(dǎo)致催化劑燒結(jié)，降低催化劑的比表面，減少催化劑的活性中心數(shù)，所以催化劑的活性也降低，由圖1可知，對(duì)于鎢酸鉛光催化劑來(lái)說(shuō)，最佳的焙燒溫度為500℃。
在催化劑一定的條件下，影響光催化降解的因素主要有空氣流量、光照強(qiáng)度和光源。
從圖2可知，空氣對(duì)降解反應(yīng)有著至關(guān)重要的影響，當(dāng)不通空氣時(shí)，光催化降解過(guò)程十分緩慢。加大空氣的通量，糖蜜酒精廢水的脫色率明顯的提高，當(dāng)空氣的流量達(dá)到126L/h時(shí)，光照120min廢水的脫色率達(dá)到90.61％。
影響光催化降解的另一個(gè)因素是光照，其中包括采用的光源，光照強(qiáng)度等。
從圖3可知，光降解活性與光源密切相關(guān)，光源發(fā)出的光線波長(zhǎng)愈短，能量愈強(qiáng)，激發(fā)產(chǎn)生光電子的效率愈高。汞燈發(fā)出的光線主要是近紫外光，能量較高，而太陽(yáng)光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，分布范圍較寬，能量較低。這是因?yàn)楣饷芏扔绊懝饧ぐl(fā)的電子或空穴的數(shù)量，但影響更大的是入射光的能量，只有能量大于催化劑的禁帶寬度的光子才能激發(fā)光電子，對(duì)圖4的紫外漫反射光譜進(jìn)行微分后得圖5，根據(jù)公式Eg＝1240/λg(式中的λg代表吸收邊，單位nm；Eg代表禁帶寬度，單位eV)可計(jì)算光催化劑的禁帶寬度，通過(guò)計(jì)算得到TiO2、Bi2WO6和PbWO4光催化劑的禁帶寬度分別為3.22eV，2.75eV和2.78eV，由此可知Bi2WO6和PbWO4光催化劑的禁帶寬度明顯低于TiO2光催化劑，所以本發(fā)明的催化劑對(duì)太陽(yáng)光的響應(yīng)比TiO2好，所以采用本發(fā)明催化劑能以一定的速率進(jìn)行太陽(yáng)光下的光降解反應(yīng)，盡管降解速度較慢，但利用太陽(yáng)光進(jìn)行光催化降解，可節(jié)約能耗，降低運(yùn)行費(fèi)用。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步為1、本發(fā)明的光催化劑具有很好的光催化活性，與其它光催化劑相比，對(duì)光譜的響應(yīng)范圍寬，在太陽(yáng)光下能較好地進(jìn)行光催化降解反應(yīng)；2、本發(fā)明采用了光催化氧化降解的方法處理工業(yè)廢水如食品、紡織、皮革、制糖、造紙的污水，特別是糖蜜酒精廢水，該工藝具有運(yùn)行成本低，效率高，投資省的特點(diǎn)，尤其是利用太陽(yáng)光的催化降解，能耗更低；3、糖蜜酒精廢水中的色素降解是該廢水處理的“瓶頸”，微生物都難以消化降解，磁分離方法在磁子再生時(shí)又產(chǎn)生二次污染，本發(fā)明是將色素物質(zhì)降解礦化，徹底解決糖蜜酒精廢水中的色素問(wèn)題；具體實(shí)施方式
以下是
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1稱取100克硝酸鉛和86克鎢酸銨，分別將其溶解在水溶液中，然后在攪拌下混和生成沉淀，沉淀老化2h后，過(guò)濾分離得沉淀物。沉淀物在110℃下干燥10h，然后在500℃下焙燒2h，即得鎢酸鉛催化劑。
廢水的光催化降解在SGY-1型多功能光化學(xué)反應(yīng)儀中進(jìn)行(南京斯東柯電氣設(shè)備有限公司)。糖蜜酒精廢水未作其它預(yù)處理，將其稀釋30倍后直接進(jìn)行光催化降解，催化劑用量為3g/L，高壓汞燈功率為300W，空氣流量為126L/h，轉(zhuǎn)子的攪拌速度為5.5r/s，經(jīng)4小時(shí)的光催化降解后，脫色率達(dá)96％，COD去除率達(dá)72％。
實(shí)施例2準(zhǔn)確稱取100克硝酸鉍和36克鎢酸銨，分別將其溶解在水溶液中，然后在攪拌下混和生成沉淀，沉淀老化2h后，過(guò)濾分離得沉淀物。沉淀物在110℃下干燥10h，然后在600℃下焙燒1h，冷卻后用含硝酸鐵0.3克的水溶液浸漬8小時(shí)后，在紅外燈下烘干，再在600℃下焙燒2h，即得Bi2WO6/Fe催化劑。
糖蜜酒精廢水經(jīng)生化處理后直接進(jìn)入光催化降解反應(yīng)，光催化降解在SGY-1型多功能光化學(xué)反應(yīng)儀中進(jìn)行(南京斯東柯電氣設(shè)備有限公司)。催化劑用量為3g/L，高壓汞燈功率為300W，空氣流量為126L/h，轉(zhuǎn)子的攪拌速度為5.5r/s，經(jīng)過(guò)3小時(shí)的光催化降解后，脫色率達(dá)99％，COD去除率達(dá)85％。
實(shí)施例3準(zhǔn)確稱取100克硝酸鉍和40克鎢酸銨，分別將其溶解在水溶液中，然后在攪拌下混和生成沉淀，沉淀老化2h后，過(guò)濾分離得沉淀物。沉淀物在110℃下干燥10h，然后在600℃下焙燒2h，冷卻后浸泡在含10克四氯化鈦的水溶液中，在攪拌下浸泡1小時(shí)后，滴加氨水使沉淀完全，過(guò)濾、干燥，然后在550下焙燒3小時(shí)，即得Bi2WO6-TiO2催化劑。
糖蜜酒精廢水經(jīng)活性炭處理后直接進(jìn)入光催化降解反應(yīng)，光催化降解在SGY-1型多功能光化學(xué)反應(yīng)儀中進(jìn)行(南京斯東柯電氣設(shè)備有限公司)。催化劑用量為3g/L，高壓汞燈功率為300W，空氣流量為126L/h，轉(zhuǎn)子的攪拌速度為5.5r/s，經(jīng)4小時(shí)的光催化降解后，脫色率達(dá)98％，COD去除率達(dá)76％。
實(shí)施例4準(zhǔn)確稱取100克硝酸鈷和38克鎢酸銨，分別將其溶解在水溶液中，然后在攪拌下混和生成沉淀，沉淀老化2h后，過(guò)濾分離得沉淀物。沉淀物在110℃下干燥10h，然后在600℃下焙燒2h，冷卻后浸泡在含10克四氯化鈦的水溶液中，在攪拌下浸泡1小時(shí)后，滴加氨水使沉淀完全，過(guò)濾、干燥，然后在550下焙燒3小時(shí)，即得Bi2WO6-TiO2催化劑。
糖蜜酒精廢水經(jīng)生化處理后直接進(jìn)入光催化降解反應(yīng)，光催化降解選擇6月份晴天9:00～16:00進(jìn)行，光降解裝置完全暴露在太陽(yáng)光下，無(wú)陰影。催化劑用量為3g/L，空氣流量為126L/h，轉(zhuǎn)子的攪拌速度為5.5r/s，經(jīng)過(guò)7小時(shí)的光催化降解后，脫色率達(dá)97％，COD去除率達(dá)75％。
實(shí)施例5準(zhǔn)確稱取100克硝酸鉍和43克鎢酸銨，分別將其溶解在水溶液中，然后在攪拌下混和生成沉淀，沉淀老化2h后，過(guò)濾分離得沉淀物。沉淀物在110℃下干燥10h，然后在600℃下焙燒2h，冷卻后浸泡在含10克硝酸鈷的水溶液中，在攪拌下浸泡1小時(shí)后，滴加氨水使沉淀完全，過(guò)濾、干燥，然后在550下焙燒3小時(shí)，即得Bi2WO6-Co催化劑。
紙廠廢水經(jīng)生化處理后，進(jìn)行光催化降解反應(yīng)。光催化降解在SGY-1型多功能光化學(xué)反應(yīng)儀中進(jìn)行(南京斯東柯電氣設(shè)備有限公司)。催化劑用量為3g/L，高壓汞燈功率為300W，空氣流量為126L/h，轉(zhuǎn)子的攪拌速度為5.5r/s，經(jīng)過(guò)3小時(shí)的光催化降解后，脫色率達(dá)95％，COD去除率達(dá)78％。
實(shí)施例6稱取100克硝酸釩和35克鎢酸銨，分別將其溶解在水溶液中，然后在攪拌下混和生成沉淀，沉淀老化2h后，過(guò)濾分離得沉淀物。沉淀物在110℃下干燥10h，然后在500℃下焙燒2h，即得鎢酸釩催化劑。(處理廢水例子從略)實(shí)施例7稱取100克硝酸鈮和86克鎢酸銨，分別將其溶解在水溶液中，然后在攪拌下混和生成沉淀，沉淀老化2h后，過(guò)濾分離得沉淀物。沉淀物在110℃下干燥10h，然后在500℃下焙燒2h，即得鎢酸鈮催化劑。(處理廢水例子從略)實(shí)施例8稱取100克硝酸鉭和63克鎢酸銨，分別將其溶解在水溶液中，然后在攪拌下混和生成沉淀，沉淀老化2h后，過(guò)濾分離得沉淀物。沉淀物在110℃下干燥10h，然后在500℃下焙燒2h，即得鎢酸鉭催化劑。(處理廢水例子從略)實(shí)施例9稱取100克硝酸錳和60克鎢酸銨，分別將其溶解在水溶液中，然后在攪拌下混和生成沉淀，沉淀老化2h后，過(guò)濾分離得沉淀物。沉淀物在110℃下干燥10h，然后在500℃下焙燒2h，即得鎢酸錳催化劑。(處理廢水例子從略)實(shí)施例10稱取100克硫酸鐵和50克鎢酸銨，分別將其溶解在水溶液中，然后在攪拌下混和生成沉淀，沉淀老化2h后，過(guò)濾分離得沉淀物。沉淀物在110℃下干燥10h，然后在500℃下焙燒2h，即得鎢酸鐵催化劑。(處理廢水例子從略)實(shí)施例11稱取100克硝酸銅和56克鎢酸銨，分別將其溶解在水溶液中，然后在攪拌下混和生成沉淀，沉淀老化2h后，過(guò)濾分離得沉淀物。沉淀物在110℃下干燥10h，然后在500℃下焙燒2h，即得鎢酸銅催化劑。(處理廢水例子從略)實(shí)施例12稱取100克硫酸鋅和66克鎢酸銨，分別將其溶解在水溶液中，然后在攪拌下混和生成沉淀，沉淀老化2h后，過(guò)濾分離得沉淀物。沉淀物在110℃下干燥10h，然后在500℃下焙燒2h，即得鎢酸鋅催化劑。(處理廢水例子從略)
權(quán)利要求
1.一種鎢酸鹽光催化劑，其特征在于鎢酸鹽光催化劑由鎢酸根或多聚鎢酸根與金屬陽(yáng)離子組成，所述的鎢酸根為WO42-、WO66-，多聚鎢酸根為W2O96-，W3O102-；所述的金屬陽(yáng)離子包括鉍、銻、鉛、鈦、鋯、錫、釩、鈮、鉭、錳、鐵、鈷、銅、鋅其中的一種或多種水溶性的金屬鹽。
2.一種如權(quán)利要求1所述的鎢酸鹽光催化劑的制備方法，其特征在于按化學(xué)反應(yīng)配比先將帶鎢酸根的化合物和含陽(yáng)離子鉍、銻、鉛、鈦、鋯、錫、釩、鈮、鉭、錳、鐵、鈷、銅、鋅其中的一種或多種水溶性金屬鹽化合物溶解于水，然后在攪拌下混和生成沉淀，沉淀老化1-5h后，過(guò)濾分離得沉淀物，沉淀物在105-120℃下干燥5-10h，最后在400-800℃下焙燒1-3h，即得鎢酸鉛催化劑。
3.一種如權(quán)利要求1所述的鎢酸鹽光催化劑在處理工業(yè)廢水方面的應(yīng)用，其特征在于先將工業(yè)廢水如食品、紡織、皮革、制糖、造紙的污水進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理工藝包括酸堿中和、沉淀、過(guò)濾、上浮，或者采用吸附劑、或絮凝劑、或生化劑進(jìn)行處理，然后將預(yù)處理過(guò)的廢水放入有充足太陽(yáng)光的水遲或有強(qiáng)光照射的容器中，加入鎢酸鹽光催化劑，通入空氣，在攪拌的情況下，進(jìn)行光催化降解3-10小時(shí)，得到凈化水。
4.一種如權(quán)利要求1所述的鎢酸鹽光催化劑在處理糖蜜酒精廢液方面的應(yīng)用，其特征在于先將糖蜜酒精廢液進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理工藝包括先在糖蜜酒精廢液中加入石灰中和、并采用沉淀劑或吸附劑、絮凝劑、生化劑進(jìn)行處理，再用適量水進(jìn)行稀釋，然后將預(yù)處理過(guò)的糖蜜酒精廢液放入有充足太陽(yáng)光的水池或有強(qiáng)光照射的容器中，加入鎢酸鹽光催化劑，通入空氣，在攪拌的情況下，進(jìn)行光催化降解3-10小時(shí)，得到凈化水。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的鎢酸鹽光催化劑的應(yīng)用，其特征在于鎢酸鹽光催化劑處理處理工業(yè)廢水或糖蜜酒精廢液時(shí)，其降解為一級(jí)或多級(jí)使用。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種光催化劑的制備及在催化降解糖蜜酒精廢水中的應(yīng)用技術(shù)，該催化劑由鎢酸根或多聚鎢酸根與金屬陽(yáng)離子組成，組成陰離子的元素為鎢，組成陽(yáng)離子的元素為鉍、銻、鉛、鈦、鋯、錫、釩、鈮、鉭、錳、鐵、鈷、銅、鋅中的一種或多種，該催化劑制備由沉淀、過(guò)濾、干燥、焙燒等工序組成，采用本專利催化劑，在太陽(yáng)光或紫外光的照射下，通入空氣進(jìn)行糖蜜酒精廢水的光催化氧化降解反應(yīng)。某些工業(yè)廢水方面如食品、紡織、皮革、制糖、造紙的污水，特別是糖蜜酒精廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理后進(jìn)行光催化降解，脫色率可達(dá)99％，COD去除率可達(dá)85％，處理的成本低，效率高。
文檔編號(hào)B01J23/76GK1528514SQ20031011122
公開日2004年9月15日 申請(qǐng)日期2003年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月10日
發(fā)明者劉自力, 韋江慧 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)