一种催化剂及其应用的制作方法

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本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种催化剂及其应用。


背景技术：

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黄金在矿石中的含量很低，且金矿原矿中往往伴生有大量可溶性铜盐，而在
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生产黄金过程中广泛应用氰化法提金。因此该方法提金后产生的废水具有如下特点：一是体量大(废浆产量通常为原矿量的1～2倍)；二是废水中含有较高浓度的氰化物；三是废水中含有较高浓度的重金属，如铜离子浓度可高达 1000mg/l。若将含氰废水返回系统使用，系统会出现铜等有害离子的积累，当累积到一定浓度后铜离子会提高氰的消耗量，无法继续循环使用。此外，废水提金过程产生的废水体量大,不可能完全回用，所以始终会有部分含氰废水需要处理。氰化物属于剧毒物质，极少量能使生物死亡。当水中氰化物浓度(以cn
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计)为0.04～0.1毫克/升时，就能使水中生物死亡，如：鱼类、浮游生物和甲壳类生物。铜属于重金属，是动植物生长发育必须的微量元素，但在生物体内积累过多时，会阻碍生物的生长发育，甚至导致生物死亡，破坏整个水生生态系统结构。因此含氰废水必须先经处理达标后，才可排入下水道或溪河中。
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目前，氧化法和酸化法是氰化提金废水的主要处理方法，但是氧化法需要消耗大量氧化剂，处理成本高；酸化法对设备腐蚀比较严重，投资大。


技术实现要素：

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针对现有技术问题，本发明的目的在于提供一种催化剂及其应用。
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为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
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一种催化剂，由以下方法制备：
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1)将2-甲基咪唑溶解在甲醇中，得到2-甲基咪唑甲醇溶液；将zn(oh)2溶解在氨水中，得到zn(oh)2氨水溶液；将硫酸铜配制成0.2mol/l的溶液，然后将氨水缓慢滴加到硫酸铜溶液中，直至形成铜氨溶液；将zn(oh)2氨水溶液和铜氨溶液缓慢加入到2-甲基咪唑甲醇溶液中，室温搅拌48h，离心分离，用体积比为1:1的h2o/ch3oh混合溶液洗涤3次，80℃过夜干燥，即可得到锌铜双金属 mof；
[0009]
2)将石墨分散到乙醇中，并加入纳米二氧化钛，超声15min，然后加入锌铜双金属mof，升温到60-80℃，搅拌3-5小时，然后过滤并干燥，得到混合物；
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3)将步骤二所得混合物转移至马弗炉中，先升温到200℃，预烧结1小时，然后以3℃/min的速率升温到600-800℃煅烧3-5小时，随炉冷却至室温，即可得到负载锌铜双金属mof的tio2/石墨催化剂。
[0011]
优选的，1)中，按摩尔比，zn(oh)2:硫酸铜:2-甲基咪唑＝1:1:2；按质量体积比，zn(oh)2：氨水：甲醇＝1g:(3-5)ml:(5-8)ml。
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优选的，2)中按质量比为石墨：纳米二氧化钛：锌铜双金属mof＝5-10:3:1-2；按质量体积比，石墨：乙醇＝1g:3-5ml。
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本发明的催化剂在含氰废水处理中的应用
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本发明的有益效果如下：
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本发明的催化剂，通过tio2吸收太阳能为锌铜双金属mof催化提供能量，促使锌铜双金属mof能够有效催化cn-与氧气反应生成co2和氮气，并且石墨具有较大的比表面积，能够有效吸附废水中的重金属离子。本发明的原料易得，操作简便，适合工业推广处理污水。
具体实施方式
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下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围。
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本实施例的含氰废水取自云南某黄金冶炼厂处理前废水中离子浓度测试结果如表1所示。
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实施例1
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一种催化剂，由以下方法制备：
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1)将8g2-甲基咪唑溶解在20ml甲醇中，得到2-甲基咪唑甲醇溶液；将 4gzn(oh)2溶解在12ml氨水中，得到zn(oh)2氨水溶液；将4g硫酸铜配制成 0.2mol/l的溶液，然后将氨水缓慢滴加到硫酸铜溶液中，直至形成铜氨溶液；将 zn(oh)2氨水溶液和铜氨溶液缓慢加入到2-甲基咪唑甲醇溶液中，室温搅拌48h，离心分离，用体积比为1:1的h2o/ch3oh混合溶液洗涤3次，80℃过夜干燥，即可得到锌铜双金属mof；
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2)将5g石墨分散到15ml乙醇中，并加入3g纳米二氧化钛，超声15min，然后加入1g锌铜双金属mof，升温到60-80℃，搅拌5小时，然后过滤并干燥，得到混合物；
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3)将步骤二所得混合物转移至马弗炉中，先升温到200℃，预烧结1小时，然后以3℃/min的速率升温到600℃煅烧5小时，随炉冷却至室温，即可得到负载锌铜双金属mof的tio2/石墨催化剂。
[0023]
实施例2
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一种催化剂，由以下方法制备：
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1)将8g2-甲基咪唑溶解在28ml甲醇中，得到2-甲基咪唑甲醇溶液；将 4gzn(oh)2溶解在16ml氨水中，得到zn(oh)2氨水溶液；将4g硫酸铜配制成 0.2mol/l的溶液，然后将氨水缓慢滴加到硫酸铜溶液中，直至形成铜氨溶液；将zn(oh)2氨水溶液和铜氨溶液缓慢加入到2-甲基咪唑甲醇溶液中，室温搅拌48h，离心分离，用体积比为1:1的h2o/ch3oh混合溶液洗涤3次，80℃过夜干燥，即可得到锌铜双金属mof；
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2)将7g石墨分散到28ml乙醇中，并加入3g纳米二氧化钛，超声15min，然后加入1.5g锌铜双金属mof，升温到60-80℃，搅拌4小时，然后过滤并干燥，得到混合物；
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3)将步骤二所得混合物转移至马弗炉中，先升温到200℃，预烧结1小时，然后以3℃/min的速率升温到700℃煅烧4小时，随炉冷却至室温，即可得到负载锌铜双金属mof的tio2/石墨催化剂。
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实施例3
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一种催化剂，由以下方法制备：
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1)将8g2-甲基咪唑溶解在32ml甲醇中，得到2-甲基咪唑甲醇溶液；将 4gzn(oh)2溶解在20ml氨水中，得到zn(oh)2氨水溶液；将4g硫酸铜配制成 0.2mol/l的溶液，然后将氨
水缓慢滴加到硫酸铜溶液中，直至形成铜氨溶液；将 zn(oh)2氨水溶液和铜氨溶液缓慢加入到2-甲基咪唑甲醇溶液中，室温搅拌48h，离心分离，用体积比为1:1的h2o/ch3oh混合溶液洗涤3次，80℃过夜干燥，即可得到锌铜双金属mof；
[0031]
2)将10g石墨分散到50ml乙醇中，并加入3g纳米二氧化钛，超声15min，然后加入2g锌铜双金属mof，升温到80℃，搅拌3小时，然后过滤并干燥，得到混合物；
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3)将步骤二所得混合物转移至马弗炉中，先升温到200℃，预烧结1小时，然后以3℃/min的速率升温到800℃煅烧3小时，随炉冷却至室温，即可得到负载锌铜双金属mof的tio2/石墨催化剂。
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对比例1
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与实施例1相比，对比例1的区别在于，对比例1的制备过程中不含锌铜双金属mof。
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对比例2
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与实施例1相比，对比例2的区别在于，对比例2的制备过程中不含纳米二氧化钛。
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对比例3
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市售污水处理催化剂。
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将实施例1-3与对比例1-3所制备的催化剂用于云南某黄金冶炼厂处理前废水的处理，其中催化剂用量为10g/l，其中处理后的结果如表1所示：
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表1，处理结果
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