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申请/专利权人：交通运输部天津水运工程科学研究所

摘要：本发明公开了一种催化臭氧降解有机污染物的方法，方法如下：采用水热‑焙烧法合成了CuO‑CeO2复合催化剂，并通过X射线衍射仪XRD、扫描电子显微镜SEM和透射电子显微镜TEM进行了表征。以草酸为模型化合物，应用CuO‑CeO2进行连续流催化臭氧化试验，25min后草酸去除率达到97.66％，远高于O32.66％、CuOO37.38％和CeO2O35.47％等体系对草酸的去除率，草酸矿化率为95.21％；CuO‑CeO2O3体系的最佳反应条件为：臭氧质量浓度30mgL，催化剂投加量为0.20gL，溶液pH＝7；CuO‑CeO2经5次循环再用仍可去除90％以上的草酸，具有优良的稳定性和可再用性。CuO‑CeO2催化O3过程中有羟基自由基的产生但并不起主导作用，单线态氧是导致草酸降解的主要活性氧化种。

主权项：1.一种催化臭氧降解有机污染物的方法，其特征在于：有机污染物为草酸，该方法包括以下步骤：S1、准备试剂材料硝酸铈、硝酸铜溶液、甘油、尿素、草酸、叔丁醇、磷酸氢二铵、糠醇、甲醇；S2、CuO-CeO2复合催化剂的制备与表征采用水热-焙烧法合成了CuO-CeO2复合催化剂；即，硝酸铈和尿素以1:3的摩尔比配成溶液加入到圆底烧瓶中，以甘油作为分散剂，在140℃下回流加热4h后得到CeO2白色前驱体粉末，然后浸渍于硝酸铜溶液中，在550℃下焙烧4h得到CuO-CeO2复合催化剂；由火焰原子吸收分光光度计法测得CuO-CeO2中氧化铜质量占比50%；CuO-CeO2复合催化剂的晶体结构组成采用X射线衍射仪进行测定，波长λ=0.15405nm的Kα1Cu靶，加速电压40kV，管电流40mA；采用扫描电镜和透射扫描电镜对CuO-CeO2复合催化剂形貌结构进行表征；S3、实验过程与测定方法草酸降解反应在500mL的烧瓶中进行，盛有250mL摩尔浓度为1mmolL草酸溶液和一定量的CuO-CeO2复合催化剂；臭氧来自于空气源臭氧发生器，经过转子流量计向草酸溶液中不断曝气，烧瓶置于恒温加热磁力搅拌器中，不断搅拌，保证CuO-CeO2复合催化剂悬浮状态；间隔一段时间取样，用氮气立即吹脱草酸溶液中残余的臭氧，过膜后保存待测；改变单一条件，分别探究初始pH值为1、3、5、7、9、11，臭氧浓度为15、30、45mgL，CuO-CeO2复合催化剂投加量为0.05、0.10、0.20、0.30、0.40gL条件下草酸的降解情况；另外进行CuO-CeO2复合催化剂稳定性和再用性实验，在保证Cu加入量一致的情况下，采用优化的实验条件进行测试；分别采用叔丁醇和糠醇作为·OH和单线态氧的捕获剂进行活性氧化种调查实验；以上每组实验重复3次取均值；反应溶液中的臭氧浓度采用碘滴定法测定；溶液中的草酸浓度采用高效液相色谱分析仪测定，采用5µm×250mm×4.6mm的C18色谱柱，紫外检测器波长210nm，流动相为0.2%磷酸氢二铵溶液，磷酸氢二铵溶液pH=2.6，磷酸氢二铵溶液:甲醇=98:2，流速0.7mLmin；CuO-CeO2复合催化剂氧化铜含量和铜离子浸出浓度由火焰原子分光光度计测定，CuO-CeO2复合催化剂的零电荷点通过质量滴定法测定为6.97；采用总有机碳分析仪研究草酸的矿化效果。

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