本發明專利技術公開了一種磁性OMS-2催化劑的制備及其降解有機污染物的應用。該磁性OMS-2催化劑以納米四氧化三鐵為載體，以氧化錳八面體分子篩OMS-2為活性組分制備獲得。所述制備的磁性催化劑作用于過硫酸鹽產生強氧化性的硫酸自由基作為活性物質，氧化脫色降解有機污染物，反應后催化劑可回收再利用。本發明專利技術的催化劑制備方法簡單，得到的磁性OMS-2催化劑可以在常溫下持續多次高效地催化活化過硫酸鹽降解有機廢水，反應后可被回收并重復使用，可最大限度的降低工業成本，在難降解有機廢水治理領域具有很大的應用前景。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于有機廢水處理
，具體涉及一種磁性OMS-2催化劑及其降解有機污染物的應用。
技術介紹
環境水資源的保護是當前全球關注的一個焦點，隨著現代經濟的高速發展，高濃度的有機廢水對我們寶貴的水資源造成了威脅。高級氧化技術是近年來備受人們關注的印染廢水處理技術，因其可以在反應過程中產生具有強氧化性的羥基自由基(·OH)，·OH與各種有機污染物發生氧化反應，直至將其降解為無害物或易于生物降解的中間產物。近年來，基于硫酸根自由基(SO4－·)的高級氧化法降解廢水中難降解有機物的研究開始發展起來。過硫酸鹽因其氧化性強、室溫下穩定性高、水溶性好等優點得到了很大關注。活化過硫酸鹽的方法有很多種，包括高溫熱解、過渡金屬離子、光輻射、零價鐵、活性炭、微波等方法，如專利技術專利CN102531144A利用過氧化氫和過硫酸鈉在降解有機污染物的過程中的協同作用來有效處理難生化的有機廢水，專利CN102583692B利用非均相銅氧化物催化過硫酸鹽產生硫酸自由基來處理水中的有機污染物，而專利CN102247891A則是將二價錳離子與絡合劑復合負載在活性炭上，催化過硫酸鹽產生高活性五價錳用于水處理。專利技術專利“一種OMS-2活化過硫酸鹽降解有機廢水的方法”(CN201410242408.X)，則是利用OMS-2具有混合價態的錳離子(Mn2+、Mn3+和Mn4+)和大量敞開的層間和孔道特殊結構，以及其具有的陽離子交換性、分子吸附性、氧化還原性等，用于活化過硫酸鹽降解有機廢水。盡管OMS-2能夠高效活化過硫酸鹽降解有機污染物，但仍然存在難以回收的缺陷。磁性材料由于易分離回收的特性，在廢水處理領域有著良好的應用前景。四氧化三鐵納米顆粒在外加磁場中能夠被磁化，撤去外加磁場后磁性消失，多數研究將目標材料固載到磁性四氧化三鐵納米顆粒上，制備磁性材料。Zhang等(Chem.Commun.,2011,47,1890-1892)采用共沉淀法將納米Fe3O4沉積在OMS-2納米線表面，使得OMS-2既具有磁性又保持吸附性能。雖然這種磁性OMS-2具有吸附性能，但催化劑制備條件苛刻，過程復雜，而且由于表面的四氧化三鐵容易氧化而導致磁性降低。
技術實現思路
本專利技術的目的是，提供一種磁性OMS-2催化劑及其在降解有機廢水污染物中的應用。旨在解決現有技術中OMS-2催化劑活化過硫酸鹽降解有機污染物的過程中催化劑難以回收的技術問題。本專利技術為解決上述問題所采用的技術方案如下：一種磁性OMS-2催化劑，該催化劑通過如下方法制備獲得：步驟1，分別稱量高錳酸鉀、醋酸錳和納米四氧化三鐵，混合后充分研磨；步驟2，將上述研磨后的混合物于60℃～120℃、密封條件干燥處理0.5～6h；步驟3，將前述處理后的混合物水洗多次，于60～120℃條件下干燥1～6h并研磨，制備獲得所述磁性OMS-2催化劑。優選地，所述步驟1中高錳酸鉀與醋酸錳的摩爾比為0.3～1.4。優選地，所述步驟1中錳與鐵的摩爾比為0.5～2.4。優選地，所述步驟1中的納米四氧化鐵可采用沉淀法、水熱法、回流法、溶膠-凝膠法或熱分解法制備得到。優選地，所述步驟3還包括：將研磨后的混合物過200目分子篩，制備獲得所述磁性OMS-2催化劑。本專利技術還公開了所述磁性OMS-2催化劑在降解有機廢水污染物中的應用。優選地，所述回收后的磁性OMS-2催化劑可以再次作為催化劑應用于有機廢水污染物的降解。本專利技術還提供了所述磁性OMS-2催化劑降解有機廢水污染物的方法，具體包括如下步驟：(1)向有機廢水中加入20～1000mg/L過硫酸鹽及磁性OMS-2催化劑20～1000mg/L，常溫攪拌放置，對所述有機廢水進行降解；(2)對有機廢水降解后，利用磁鐵將廢水中的磁性OMS-2催化劑進行回收。與現有技術相比，本專利技術的有益效果如下：1、本專利技術的磁性OMS-2催化劑制備方法簡單、操作溫和，易于工業化生產。2、本專利技術制備的磁性OMS-2催化劑磁性強，便于回收，重復利用，節約成本。3、本專利技術的磁性OMS-2催化劑用于降解污染物時，磁性催化劑用量低，去除效率高，持久性好，環境友好，符合實際水處理的需求。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術的技術方案進行詳細說明。實施例1將22.05g?Mn(Ac)2·4H2O(純度為99.0％)，9.48g?KMnO4(純度為99.0％)，5g納米Fe3O4置于研缽中，用瑪瑙缽杵研磨半小時。將研磨后的混合物倒入廣口瓶中、密封后置入80℃干燥箱內處理4h。干燥處理后的混合物水洗四次，放入干燥箱內80℃繼續干燥4h，再次研磨并過200目的標準篩得到所述磁性OMS-2催化劑。實施例21)向20mg/L酸性橙Ⅱ染料廢水中加入過一硫酸氫鉀，過一硫酸氫鉀在廢水中的濃度為400mg/L；2)再向廢水溶液中加入實施例1制備的磁性OMS-2催化劑，該磁性OMS-2催化劑在廢水中的濃度為400mg/L；10分鐘后染料的脫色率為94％。對比實驗一，染料廢水中僅加入過一硫酸氫鉀，在相同pH值、相同時間內脫色率僅為12％。對比實驗二，染料廢水中僅加入磁性OMS-2催化劑，在相同pH值、相同時間內脫色率為43％。實施例31)向20mg/L酸性橙Ⅱ染料廢水中加入過一硫酸氫鉀，濃度為400mg/L；2)再向廢水溶液中加入實施例1制備的磁性OMS-2催化劑，濃度為400mg/L；3)反應10min后將磁性OMS-2催化劑用磁鐵吸出；4)將分離得到的磁性OMS-2催化劑進行重復利用，再次加入新的20mg/L染料廢水，并加入相同濃度的過一硫酸氫鉀，反應10min。如此將磁性OMS-2催化劑重復利用十五次，每次反應結束后染料廢水的脫色率參見表1。從表1的實驗數據可以看出：磁性OMS-2催化劑可以多次重復使用，仍然有很高的催化活性。表1，磁性OMS-2重復利用降解廢水的脫色率重復次數123456789101112131415脫色率(％)949796939689908582827774706566實施例41)向含有20mg/L下列染料的廢水中加入過一硫本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種磁性OMS?2催化劑，其特征在于，該催化劑通過如下方法制備獲得：步驟1，分別稱量高錳酸鉀、醋酸錳和納米四氧化三鐵，混合后研磨；步驟2，將前述研磨后的混合物于60～120℃、密封條件下干燥處理0.5～6h；步驟3，將前述處理后的混合物水洗多次，于60～120℃條件下干燥1～6h并研磨，制備獲得所述磁性OMS?2催化劑。
【技術特征摘要】
1.一種磁性OMS-2催化劑，其特征在于，該催化劑通過如下方法制備獲
得：
步驟1，分別稱量高錳酸鉀、醋酸錳和納米四氧化三鐵，混合后研磨；
步驟2，將前述研磨后的混合物于60～120℃、密封條件下干燥處理0.5～6h；
步驟3，將前述處理后的混合物水洗多次，于60～120℃條件下干燥1～6h并
研磨，制備獲得所述磁性OMS-2催化劑。
2.如權利要求1所述的一種磁性OMS-2催化劑，其特征在于：所述步驟1
中高錳酸鉀與醋酸錳的摩爾比為0.3～1.4。
3.如權利要求1所述的一種磁性OMS-2催化劑，其特征在于：所述步驟1
中錳與鐵的摩爾比為0.5～2.4。
4.如權利要求1所述的一種磁性OMS-2催化劑，其特征在于：所述步驟1
中的納米四氧化三鐵采用沉淀法、水熱法、回流法、溶膠-凝膠法或熱分解法
制備得到。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：李曉霞，魏明瑜，孫彬哲，段煉，徐愛華，
申請(專利權)人：武漢紡織大學，
類型：發明
國別省市：湖北;42
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