本發(fā)明涉及到無機材料制備領域，具體涉及到一種處理低濃度甲醛廢水催化劑的制備方法及應用。
背景技術(shù)：
：：甲醛易溶于水而且具有強烈刺激氣味。它是一種重要的化工原料，廣泛應用于消毒、殺菌、防腐、制藥、農(nóng)藥、染料、塑料、建筑等行業(yè)。但甲醛具有高度的毒性，已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸形物質(zhì)。目前，除去廢水中甲醛的方法有吸附法、臭氧氧化法、熱濕式氧化法、光催化法、生物法、吹脫法等。吸附法選擇性差，再生困難。臭氧氧化法利用的臭氧對人體健康危害極大。熱濕式氧化法能量消耗高。光催化法處理需要用特定的激發(fā)光源。由于在低濃度甲醛廢水中，甲醛含量較低回收成本高及困難造成了資源的浪費，目前低濃度甲醛廢水處理方法主要集中于高級氧化法、尿素縮合等方法，各種氧化技術(shù)具有方法簡單、氧化處理效果好等優(yōu)點，但具有氧化劑消耗量大、運轉(zhuǎn)費用高等缺點，且生物處理法受制因素多，如反應速度慢，處理設施占地面積大等，不易于控制。而使用最廣泛的二氧化鈦光催化劑只能利用紫外光。吹脫法效果不佳。在室溫下催化氧化甲醛是一種有效去除甲醛的方法。近年來得到廣泛的關注。但是該方法的催化劑都包含至少一種貴金屬。美國專利US5585083發(fā)明的Pt/SnO2催化劑在室溫能夠?qū)⒓兹┩耆到鉃槎趸己退?。但是，該催化劑中含有質(zhì)量分數(shù)為12%的貴金屬Pt。中國專利CN103071489A公開了一種室溫下去除甲醛的負載型活性炭催化材料的制備方法。所述催化材料中包含有0.1~2%的金、鈀、鉑、銠、釕中的一種或其組合的貴金屬活性組分。中國專利CN102139234A公開了一種室溫下去除甲醛的負載型催化劑。其活性組分為金、鈀、鉑、銠、釕中的一種或幾種的貴金屬。貴金屬含量占催化劑重量的0.1~2%。貴金屬資源稀少而且價格高，這限制了溫室催化氧化去除甲醛的推廣和應用。技術(shù)實現(xiàn)要素：：本發(fā)明目的在于提供一種處理低濃度甲醛廢水催化劑的制備方法及應用。有鑒于此，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，提供一種簡單有效處理廢水中甲醛的催化劑組合物及其制備方法和應用。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種處理低濃度甲醛廢水催化劑，其包括復合氧化物，其特征在于：所述的復合氧化物為鎳銻釩復合氧化物，該復合氧化物作為催化劑能催化雙氧水氧化降解廢水中的甲醛。一種處理低濃度甲醛廢水催化劑的制備方法，所述的方法按下列步驟進行：以五氧化二釩、可溶性鎳鹽、三氯化銻和雙氧水為原料，在低溫下混合并攪拌至溶解，然后加熱蒸發(fā)干燥，將所得沉淀經(jīng)煅燒后獲得鎳銻釩復合氧化物粉體。將制備的鎳銻釩復合氧化物粉體置于堿溶液中加熱處理，然后過濾，洗滌至pH值為6.9-7.2后烘干得到催化劑。所述的可溶性鎳鹽、三氯化銻與五氧化二釩的摩爾比為1.0:1.0:1.1，所述的雙氧水的質(zhì)量分數(shù)為10％。所述的可溶性鎳鹽為硝酸鎳、硫酸鎳和氯化鎳中的一種或任意幾種。所述的五氧化二釩、可溶性鎳鹽、三氯化銻和雙氧水原料在溫度為-5-0℃的冰水浴中攪拌溶解，干燥步驟在沸水浴蒸發(fā)干燥。所述的煅燒步驟是將干燥的沉淀物放入馬弗爐中在400℃~900℃溫度下煅燒6-8小時。處理所得復合氧化物粉末所用的堿溶液為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、氫氧化鈣和氫氧化鋇中的一種或任意幾種，堿溶液濃度為0.1~10mol/L，加熱溫度為50~100°C，加熱時間為5~24小時。一種處理低濃度甲醛廢水催化劑的應用，其特征在于：包括將所述催化劑懸濁于甲醛廢水中進行處理，并按0.5~4.0g/L廢水的比例加入所述催化劑，雙氧水的加入量為2.0～23.0g/L，在攪拌下處理5-30分鐘。本發(fā)明的鎳銻釩復合氧化物催化劑應用于甲醛廢水的處理方法是：以鎳銻釩復合氧化物為催化劑，降解反應條件為：甲醛濃度小于3%，處理每升甲醛廢水的催化劑用量為0.5～4.0g，廢水體系處于常溫常壓。當廢水體積為40mL，甲醛濃度為1.0%時，在攪拌下加入催化劑0.1g，雙氧水0.3g，催化降解10分鐘，甲醛的降解率達到90%以上。殘余溶液顏色為無色。將殘余溶液替換為新的甲醛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)使用中的甲醛的降解率都達到90.0%以上。本發(fā)明的積極效果為1、本發(fā)明的催化劑制備方法簡單，所用原材料成本低廉，操作方便；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而且無需光照下即可進行，工藝流程簡單，無二次污染產(chǎn)生，并且運行費用低等特點，有很高的實際應用價值；4、本發(fā)明的催化劑可重復使用多次。具體的實施方式下面結(jié)合實施例進一步對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述。實施例1：稱取1.06g（0.01mol）五氧化二釩于燒杯中，將它在溫度為-5℃冰水浴條件下加入40ml的10%的雙氧水、2.56g（8.80×10-3mol）六水硝酸鎳、2.01g（8.81×10-3mol）三氯化銻，攪拌至完全溶解，然后蒸發(fā)干燥，將沉淀轉(zhuǎn)移至馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為400℃，煅燒時間為6小時。將制備的鎳銻釩復合氧化物粉末置于1mol/L氫氧化鈉溶液中在溫度為50℃加熱24小時，然后過濾，洗滌至pH值為6.9后烘干。冷卻后取出備用。取0.1克按上述方法制備得到的鎳銻釩復合氧化物催化劑及0.3g雙氧水加入體積為40mL、濃度為1.0%的甲醛廢水中，于常溫常壓在攪拌作用下催化降解甲醛10分鐘。然后在離心機上離心10分鐘，取上清液測量甲醛殘余濃度。結(jié)果如表1所示，當降解時間為10分鐘時，甲醛降解率為90.03%。表1降解時間與廢水中甲醛的降解率催化劑降解時間/min361014甲醛降解率/%84.387.490.0391.11實施例2稱取1.06g（0.01mol）五氧化二釩于燒杯中，將它在溫度為-2℃冰水浴條件下加入40ml的10%的雙氧水、2.56g（8.80×10-3mol）六水硝酸鎳、2.01g（8.81×10-3mol）三氯化銻，攪拌至完全溶解，然后蒸發(fā)干燥，將沉淀轉(zhuǎn)移至馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為700℃，煅燒時間為7小時。將制備的鎳銻釩復合氧化物粉末置于1mol/L氫氧化鈉溶液中在溫度為80℃加熱12小時，然后過濾，洗滌至pH值為7后烘干。冷卻后取出備用。取0.1克按上述方法制備得到的鎳銻釩復合氧化物催化劑及0.3g雙氧水加入體積為40mL，濃度為1.0%的甲醛廢水中，于常溫常壓在攪拌作用下催化降解甲醛10分鐘。然后在離心機上離心10分鐘，取上清液測量甲醛殘余濃度。當降解時間為10分鐘時，甲醛降解率為91.33%。實施例3稱取1.06g（0.01mol）五氧化二釩于燒杯中，將它在溫度為0℃冰水浴條件下加入40ml的10%的雙氧水、2.56g（8.80×10-3mol）六水硝酸鎳、2.01g（8.81×10-3mol）三氯化銻，攪拌至完全溶解，然后蒸發(fā)干燥，將沉淀轉(zhuǎn)移至馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為900℃，煅燒時間為8h。將制備的鎳銻釩復合氧化物粉末置于1mol/L氫氧化鈉溶液中在溫度為100℃加熱5小時，然后過濾，洗滌至pH值為7.2后烘干。冷卻后取出備用。取0.1克按上述方法制備得到的鎳銻釩復合氧化物催化劑及0.3g雙氧水加入體積為40mL，濃度為1.0%的甲醛廢水中，于常溫常壓在攪拌作用下催化降解甲醛10分鐘。然后在離心機上離心10分鐘，取上清液測量甲醛殘余濃度。當降解時間為10分鐘時，甲醛降解率為91.54%。實施例4為了考察催化劑的循環(huán)使用情況，取實施例2所述催化劑的制備方法得到的鎳銻釩復合氧化物催化劑進行連續(xù)三次催化氧化降解甲醛試驗，每次降解時間為10分鐘。在盛有40mL的濃度為1.0%的甲醛溶液的燒杯中加入按0.10g鎳銻釩復合氧化物催化劑，在磁力攪拌作用下，于常溫常壓在攪拌作用下催化降解甲醛10分鐘。然后在離心機上離心10分鐘，取上清液測量甲醛殘余濃度。將離心后的上清液用滴管吸出，只留下催化劑固體部分，加入40mL新的1.0%甲醛溶液，補充雙氧水，重復上述降解甲醛過程，如此循環(huán)使用鎳銻釩復合氧化物催化劑進行第二次循環(huán)、第三次循環(huán)使用降解甲醛試驗，結(jié)果如表2所示。表2催化劑循環(huán)降解甲醛催化劑使用次數(shù)123甲醛降解率/%91.3091.0490.10由表2可以看出，催化劑在三次循環(huán)中降解甲醛的降解率都在90.0%以上，這表明鎳銻釩復合氧化物催化劑能夠循環(huán)重復使用。本說明書中公開的所有特征，或公開的所有制備方法和應用，除了互相排斥的特征和/或步驟、應用以外，均可以以任何方式組合。本說明書（包括權(quán)利要求、摘要）中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。以上所述僅是發(fā)明的非限定實施方式，還可以衍生出大量的實施例，對于本領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思和不作出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以做出若干變形和改進的實施例，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。當前第1頁1 2 3