~300nm 之間，分布均勾。
[0071] 圖2示出了本發(fā)明實施例提供的銅摻雜二氧化鈦光催化劑對于BPA的降解效率。
[0072] 在反應(yīng)3h后，反應(yīng)體系中該催化劑對BPA的去除率達高達67. 5%。并且，反應(yīng)5h 后BPA去除效率基本穩(wěn)定，維持80%以上，反應(yīng)速度較快。。顯示出本發(fā)明實施例提供的銅 摻雜可回收二氧化鈦光催化劑對高濃度雙酚A廢水的去降解較高。
[0073] 其中，pH值=7,催化劑投加量=4. 0g/L，BPA初始濃度=10mg/L，水溫=30°C，紫 外燈功率P光=25W，紫外燈波長λ = 254nm
[0074] 圖3示出了本發(fā)明實施例提供的銅摻雜二氧化鈦光催化劑對于實際雙酚A環(huán)氧樹 脂生產(chǎn)廢水的降解效率。因為，環(huán)氧樹脂多以雙酚A等有機物為原料在堿性條件下合成，其 實際生產(chǎn)廢水水質(zhì)復(fù)雜。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前我國環(huán)氧樹脂年產(chǎn)廢水約為650萬t，有機物含量 高（有時超過5000mg/L，甚至15000mg/L)，同時由于其無機鹽度高、難降解有機物高等特 點，對生化處理的影響極大，處理成本和難度很高。因此，亟待開發(fā)新工藝對該類廢水進行 有效的深度處理，以避免其排放對水環(huán)境造成威脅。本應(yīng)用實例采用水質(zhì)（表1)以模擬環(huán) 氧樹脂生產(chǎn)廢水，即為本發(fā)明制備的快速降解高濃度雙酚A廢水的可回收磁性二氧化鈦光 催化劑在氧樹脂生產(chǎn)廢水中的應(yīng)用實例。在其他污染物共存的情況下，本發(fā)明的催化劑對 BPA的去除效率變化較小，3h的去除率依然高達53%，表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性。并且，在去除 BPA的同時，也能有效降低廢水中苯酚的濃度，在實際應(yīng)用中去除效率較高。
[0075] 其中：pH值=8. 5,催化劑投加量=4. Og/L，水質(zhì)情況詳見表1，水溫=30°C，紫外 燈功率P光=25W，紫外燈波長λ = 254nm
[0076] 表1模擬雙酚A生產(chǎn)廢水
[0078] 圖4示出了本發(fā)明實施例提供的二氧化鈦磁載光催化劑的回收效率。
[0079] 本發(fā)明制備的催化劑可以在外加磁場的作用下實現(xiàn)催化劑和處理污水的分離，達 到回收效果。第一次回收時催化劑的回收率為95%，第二次回收時催化劑回收效率降為 93 %，第三次回收時催化劑回收率為89 %，第四次回收效率變?yōu)?7 %。重復(fù)回收四次，催化 劑的回收率都維持在較高水平，回收催化劑對BPA的去除率保持在60%以上，說明本發(fā)明 實施例提供的銅摻雜可回收光催化劑具有良好的回收性能，能有效減少工程應(yīng)用中的催化 劑損耗，降低二次污染的發(fā)生，在含雙酚A工業(yè)廢水處理的實際工程中具有良好應(yīng)用前景。
[0080] 其中，pH值=7,催化劑投加量=4. 0g/L，BPA初始濃度=10mg/L，水溫=30°C，紫 外燈功率P光=25W，紫外燈波長λ = 254nm〇
[0081] -種快速降解高濃度雙酚A廢水的可回收磁性二氧化鈦光催化劑，其特征在于： 包括磁核Fe 304，磁核Fe304外包裹有中間層SiO 2，中間層Si02外還負載有TiO 2層，TiO 2表面 摻雜CuO改性。本發(fā)明制備的催化劑在高濃度雙酚A廢水和環(huán)氧樹脂生產(chǎn)廢水中均有良好 的應(yīng)用。
[0082] 本發(fā)明制備的催化劑能快速、高效的降解高濃度雙酚A廢水，雙酚A濃度為10mg/ L，負載的Ti02主要為催化活性最高的銳鈦礦型。
[0083] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種快速降解高濃度雙酚A廢水的可回收二氧化鈦光催化劑的制備方法，其特征在 于，包括以下步驟： (1) 制備磁核：將Fe2 (SO4) 3和FeSO4 ? 7H20分別溶于同體積的去離子水中，配制成濃度 均為0. 15mol/L的水溶液后混合，向上述混合溶液中加入乙醇，在80°C水浴，以及氮氣保護 下攪拌，加入氫氧化鈉溶液將pH值調(diào)至11~13,攪拌Ih后，在60°C下陳化3h，得到磁核 Fe 3O4，用磁鐵分離產(chǎn)物，并用去離子水洗滌3次； (2) 制備SiO2中間層：將步驟⑴制得的磁核Fe3O4樣品置于IOOmL去離子水中，加入 30ml 0. lmol/L的分散劑，在50°C水浴下，先攪拌起到分散作用，然后繼續(xù)攪拌，并依次加 入28ml正硅酸乙酯和IOmL濃氨水，攪拌3h后，用乙醇洗滌3次，80°C下徹底干燥后，在溫 度為400°C下煅燒Ih ;再將溫度調(diào)至600°C煅燒2h，得到SiO2/ y -Fe2O3; (3) 負載TiOJl :將步驟⑵所得SiO 2/ y -Fe2O3樣品置于52ml鈦酸四丁酯和150~ 180ml乙醇中，超聲分散IOmin后，在40°C水浴中攪拌，滴加體積濃度依次為6%~24%、 1%~4%、72%~93%的去離子水、硝酸和乙醇的混合溶液，待水解形成溶膠時，停止攪 拌；陳化Ih后，經(jīng)80 °C徹底干燥，得到凝膠，然后在460 °C~500 °C下，煅燒1~2h，最終研 磨得磁載光催化劑Ti02/Si02/ y -Fe203。 (4) CuO摻雜：采用浸漬法進行銅離子摻雜，將Ti02/Si02/ y -Fe2O3光催化劑置于100ml 去離子水中，向上述混合溶液中加入Cu(NO 3)2溶液，超聲分散30min，104°C徹底干燥后，經(jīng) 350~450°C高溫煅燒4h，研磨得到銅摻雜改性的磁載二氧化鈦光催化劑Cu0/Ti0 2/Si02/ y_Fe203〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速降解高濃度雙酚A廢水的可回收二氧化鈦光催化劑的 制備方法，其特征在于：步驟（2)中滴加的正硅酸乙酯的量為Fe元素摩爾數(shù)的I. 0倍，步驟 (3)中鈦酸四丁酯的量為Fe元素摩爾數(shù)的2.0倍。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速降解高濃度雙酚A廢水的可回收二氧化鈦光催化劑的制 備方法，其特征在于：步驟（4)中銅離子摻雜濃度以CuO記，CuO含量占催化劑總量的比例 為2~4%〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速降解高濃度雙酚A廢水的可回收二氧化鈦光催化劑的制 備方法，其特征在于：所述步驟（1)中使用攪拌槳以l〇〇〇rad/min的速度攪拌。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速降解高濃度雙酚A廢水的可回收二氧化鈦光催化劑的 制備方法，其特征在于：所述步驟（2)中先以200rad/min的速度攪拌起到分散作用，然后以 1000rad/min的速度攪拌。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速降解高濃度雙酚A廢水的可回收二氧化鈦光催化劑的 制備方法，其特征在于：所述步驟（3)中在40°C水浴中，以lOOOrad/min的速度攪拌，以120 滴/min的速度滴加體積濃度依次為6%~24%、1%~4%、72%~93%的去離子水、硝酸 和乙醇的混合溶液。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速降解高濃度雙酚A廢水的可回收二氧化鈦光催化劑的制 備方法，其特征在于：所述步驟（2)中分散劑為十二烷基硫酸鈉溶液。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速降解高濃度雙酚A廢水的可回收二氧化鈦光催化劑的制 備方法，其特征在于：所述步驟（3)中所得的凝膠，按照5°C /min升溫到460°C~500°C。9. 一種快速降解高濃度雙酚A廢水的可回收二氧化鈦光催化劑，其特征在于：包括磁 核Fe3O4，磁核Fe3O4外包裹有中間層SiO2，中間層SiO2外還負載有TiO2層，TiO2表層摻雜有 CuO010. -種快速降解高濃度雙酚A廢水的可回收二氧化鈦光催化劑的應(yīng)用，其特征在于： 快速降解高濃度雙酚A廢水的可回收磁性二氧化鈦光催化劑應(yīng)用于處理環(huán)氧樹脂生產(chǎn)廢 水；所述環(huán)氧樹脂生產(chǎn)廢水中含有雙酚A、苯酚和NaCl，所述環(huán)氧樹脂生產(chǎn)廢水的pH值為 6~13 ;處理環(huán)氧樹脂生產(chǎn)廢水時，快速降解高濃度雙酚A廢水的可回收磁性二氧化鈦光催 化劑的用量為4.0g/L。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速降解高濃度雙酚A廢水的可回收二氧化鈦光催化劑及其制備方法和應(yīng)用，制備方法包括步驟：(1)制備磁核，(2)制備SiO2中間層，(3)負載TiO2層和(4)CuO摻雜；光催化劑包括磁核，磁核外包裹有中間層SiO2，中間層SiO2外還負載有TiO2層，TiO2表層摻雜有CuO；光催化劑應(yīng)用于處理環(huán)氧樹脂生產(chǎn)廢水；本發(fā)明制備的催化劑能快速、高效的降解高濃度雙酚A廢水，負載的TiO2主要為催化活性最高的銳鈦礦型；利用外加磁場能實現(xiàn)催化劑的多次有效回收，并保持較高的催化降解能力。對于環(huán)氧樹脂生產(chǎn)廢水也有較好的降解效果。
【IPC分類】C02F101/12, C02F101/34, C02F1/32, B01J23/745
【公開號】CN105233828
【申請?zhí)枴緾N201510740311
【發(fā)明人】鄭曉英, 曹素蘭, 陳衛(wèi), 王明陽, 朱星, 高雅潔, 周橄, 周翔, 盧丹
【申請人】河海大學(xué)
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年11月4日