本发明属于复合催化剂,具体涉及一种可用于废水处理的复合材料及其制备和应用。
背景技术:
1、随着科技的进步,人们生活水平的提高,农业、工业、畜牧业和医药废水的排放量增加,环境中有机污染物的种类也逐渐增多。由于这些有机污染物的结构稳定、成分复杂且难以分解,它们一旦进入水体,就会破坏整个生态系统的平衡,并最终对人体健康造成威胁。因此,消除环境中难降解的有机污染物已成为全球关注的研究重点。如基于过硫酸盐的高级氧化工艺(sr-aops)在环境和能源领域越来越受到重视,在基于过硫酸盐的高级氧化工艺中,钴元素对于过硫酸盐的催化活化效率最高,但钴同时也是一种对环境有害的重金属元素属,应在应用过程中严格检测含量并减少泄露以达到减少对环境影响的目的。
2、近年来,许多钴基催化剂已经开发出来用于活化过硫酸盐以降解有机污染物。然而,在极端的酸碱条件下,稳定性差,大多数催化剂无法同时实现高过硫酸盐利用率、低钴离子释放量和高污染物降解率等目标。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点与不足,本发明的首要目的在于提供一种以zi f为骨架的复合催化剂材料,用于活化过硫酸盐以降解有机污染物,解决现有催化剂的过硫酸盐利用率较低、钴离子释放量高、污染物降解率低问题。
2、本发明另一目的在于提供上述可用于活化过硫酸盐以降解有机污染物复合材料的制备方法。
3、本发明再一目的在于提供上述在活化过硫酸盐以降解有机污染物中的应用。
4、本发明的目的通过下述方案实现:
5、一种可用于废水处理的复合材料,为掺杂bi、co元素的zi f骨架和sic为支撑结构组成的颗粒,其制备包括以下步骤:在氧化性气氛中,温度在20-40℃内,将碱刻蚀后的纳米碳化硅颗粒先在溶有钴源的甲醇溶液中均匀超声分散3-5min,然后在500-700r/min的磁力搅拌下缓慢滴入溶有二甲基咪唑的甲醇溶液,充分反应后,最后再缓慢滴入溶有硝酸铋的甲醇溶液。
6、优选的,所述氧化性气氛为氧气气氛和/或空气气氛。
7、优选的,所述钴源选用co(no3)3·5h2o,所述铋源选用bi(no3)2·6h2o,co(no3)3·5h2o和bi(no3)2·6h2o的质量比应接近1:1。
8、优选的,所述二甲基咪唑与硝酸钴、硝酸铋的质量比为8:1。
9、上述可用于废水处理的复合材料的应用。
10、本发明的有益效果:
11、本发明的复合材料,稳定性好,在随着环境温度升高的条件下25-65℃对大分子有机物降解效率逐渐升高,弱酸和弱碱(5-11)的条件下依然有较好的催化活化性能,具有高效的降解效果和极低的钴离子浸出率,应用广泛,制备方法简单易行,适合大规模生产。
1.一种可用于废水处理的复合材料,其特征在于:为掺杂bi、co元素的zif骨架和sic为支撑结构组成的颗粒,其制备包括以下步骤:在氧化性气氛中,温度在20-40℃内,将碱刻蚀后的纳米碳化硅颗粒先在溶有钴源的甲醇溶液中均匀超声分散3-5min,然后在500-700r/min的磁力搅拌下缓慢滴入溶有二甲基咪唑的甲醇溶液,充分反应后,最后再缓慢滴入溶有硝酸铋的甲醇溶液。
2.根据权利要求1所述的可用于废水处理的复合材料的制备方法,其特征在于:所述氧化性气氛为氧气气氛和/或空气气氛。
3.根据权利要求2所述的可用于废水处理的复合材料的制备方法,其特征在于:所述硝酸钴甲醇溶液浓度为60-100mmol/l,硝酸铋甲醇溶液浓度为60-100mmol/l;质量比接近1:1。
4.根据权利要求2所述的可用于废水处理的复合材料的制备方法,其特征在于:所述二甲基咪唑与硝酸钴、硝酸铋的比值应大于8:1。
5.根据权利要求1-4任一项所述的可用于废水处理的复合材料的应用,其特征在于:用于含有大分子有机物卡马西平的废水。