本發(fā)明屬于電鍍廢水處理領(lǐng)域，涉及一種空氣氧化破氰催化劑及其制備方法，該破氰催化劑可以采用空氣催化氧化處理電鍍含氰廢水。
背景技術(shù)：
：氰化物屬于劇毒物，對人體的毒性主要表現(xiàn)為與人體的高鐵細(xì)胞色素酶結(jié)合，生成氰化高鐵細(xì)胞色素氧化酶而失去傳遞氧的作用，引起組織窒息。在電鍍生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量含氰化物的廢水，如不進(jìn)行有效處理而任意排放會污染地表水及農(nóng)田，威脅人、畜、魚類的生命安全，嚴(yán)重破壞生態(tài)平衡。目前國內(nèi)電鍍含氰廢水的處理多采用兩級堿性氯化法，即向含氰廢水中投加氯系氧化劑，通常使用次氯酸鹽、氯氣、二氧化氯等藥劑，一級反應(yīng)先將氰化物部分氧化成毒性較低的氰酸鹽，再通過二級反應(yīng)完全氧化成二氧化碳和氮。該方法工藝比較成熟，其工藝簡單，操作安全方便，自動化程度高，但藥劑費(fèi)用高，易產(chǎn)生余氯，反應(yīng)時氣味太重，不利于人體健康，反應(yīng)后可能產(chǎn)生有機(jī)氯化物，易帶來二次污染，且此法對絡(luò)合氰的去除效果不明顯。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是針對傳統(tǒng)兩級堿性氯化法的缺點(diǎn)，提供一種成本低廉，安全環(huán)保的破氰催化劑及其制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種空氣氧化破氰催化劑，所述的催化劑以納米氧化鋁為載體，在納米氧化鋁的表面均勻負(fù)載活性組分銅，銅的負(fù)載量為1～10％。本發(fā)明所述的空氣氧化破氰催化劑是由以下制備方法制得的：取銅鹽與去離子水置成濃度為5～11％的銅鹽水溶液，按照納米氧化鋁與銅鹽的用量比1g：0.35～1mmol將納米氧化鋁浸漬在銅鹽水溶液中，在加熱狀態(tài)下不斷攪拌，使銅離子完全分布在納米氧化鋁表面，過濾，濾餅用去離子水洗凈，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下烘干，并于高溫下焙燒，粉碎，篩分至100～180目，制得所需催化劑。本發(fā)明所述的空氣氧化破氰催化劑的制備方法，包括以下步驟：取銅鹽與去離子水置成濃度為5～11％的銅鹽水溶液，按照納米氧化鋁與銅鹽的用量比1g：0.35～1mmol將納米氧化鋁浸漬在銅鹽水溶液中，在加熱狀態(tài)下不斷攪拌，使銅離子完全分布在納米氧化鋁表面，過濾，濾餅用去離子水洗凈，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下烘干，并于高溫下焙燒，粉碎，篩分至 100～180目，制得所需催化劑。所述的銅鹽為鹵化銅、硫酸銅、硝酸銅等中的一種或多種；所述的鹵化銅為氯化銅、溴化銅。所述的納米氧化鋁為β型納米氧化鋁或γ型納米氧化鋁。所述的納米氧化鋁與銅鹽的用量比優(yōu)選為1g：0.375～0.9mmol。所述的空氣氧化破氰催化劑中銅的負(fù)載量優(yōu)選為2～6％。所述的納米氧化鋁的浸漬時間為24～72小時，所述的納米氧化鋁的浸漬溫度為50～80℃。所述的濾餅用去離子水清洗至清洗水中不含銅離子。所述的焙燒溫度為500～800℃，所述的焙燒時間為2～5小時。本發(fā)明催化劑在處理含氰廢水時，采用空氣作為氧化劑來源?？諝庵械难鯕馐且环N“免費(fèi)”的氧化劑，但其與含氰廢水直接接觸，其氧化能力不足以分解氰化物。通過引入本發(fā)明催化劑，氧氣可以在催化劑的作用下產(chǎn)生活性氧原子，從而大幅增強(qiáng)空氣的氧化能力，使其能夠去除廢水中氰化物，具體反應(yīng)如下：CNO-+H++2H2O——→HCO3-+NH4+特別的，針對絡(luò)合態(tài)氰化物，采用該法同樣有效：含氰廢水中的絡(luò)合氰化物主要有：氰化鐵，氰化銅，氰化鎘，氰化金和氰化銀。本發(fā)明所述的空氣氧化破氰催化劑在處理含氰廢水中的應(yīng)用。本發(fā)明所述的空氣氧化破氰催化劑用于處理含氰廢水的方法，包括：往含氰廢水中加入所述的空氣氧化破氰催化劑，調(diào)節(jié)含氰廢水的pH至9.0～10.0，再通入空氣，反應(yīng)0.5～2小時，除去含氰廢水中的氰化物；其中，所述的空氣氧化破氰催化劑與含氰廢水的質(zhì)量體積比為1g：1～20mL，空氣流量為10～25L/h。所述的空氣氧化破氰催化劑在處理含氰廢水中的應(yīng)用，通過投加石灰調(diào)節(jié)含氰廢水pH至9.0～10.0。所述的破氰催化劑和含氰廢水的用量比優(yōu)選為1g：1～20mL，空氣流量優(yōu)選為15L/h。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明破氰催化劑制備方法簡單，成本低廉，將本發(fā)明破氰催化劑用于處理含氰廢水，以空氣作為氧化劑來源，單級破氰，不僅能夠有效去除廢水中游離態(tài)氰化物，也能夠有效破除絡(luò)合態(tài)氰化物，去除率可達(dá)到98.5％以上，且處理過程中不會出現(xiàn)刺激性氣味，無中間污染物產(chǎn)生，安全環(huán)保。本發(fā)明破氰催化劑相較于傳統(tǒng)兩級堿性氯化法具有以下優(yōu)勢：兩級堿性氯化法本發(fā)明破氰催化劑原料次氯酸鈉載銅納米氧化鋁形態(tài)液體固體粉末氣味刺激性氣味無氣味破氰工藝二級破氰單級破氰破除絡(luò)合氰化物無法破除鐵氰，鎳氰化合物可以破除鐵氰，鎳氰化合物產(chǎn)生中間污染物產(chǎn)生有機(jī)氯化物無具體實施方式下面通過具體實施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明。實施例1：稱取硫酸銅30g，攪拌溶解于500mL去離子水中，配制成硫酸銅水溶液。稱取500gβ型納米氧化鋁，慢慢加入配好的硫酸銅水溶液中，加熱至50℃，維持該溫度，攪拌下浸泡24h，使銅離子完全分布在納米氧化鋁表面。過濾，濾餅用去離子水反復(fù)清洗至清洗水中不含銅離子。濾餅放入烘箱，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下烘干，再放入馬弗爐在500℃下焙燒2小時，得到催化劑，該催化劑可用于空氣氧化破氰反應(yīng)。采用稱量前后重量差的方式，檢驗銅的負(fù)載量為：2.1％。實施例2：稱取硝酸銅60g，攪拌溶解于500mL去離子水中，配制成硝酸銅水溶液。稱取500gγ型納米氧化鋁，慢慢加入配好的硝酸銅水溶液中，加熱至80℃，維持該溫度，攪拌下浸泡72h，過濾，濾餅用去離子水反復(fù)清洗至清洗水中不含銅離子。濾餅放入烘箱，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下烘干，再放入馬弗爐在500℃下焙燒5小時，得到催化劑，該催化劑可用于空氣氧化破氰反應(yīng)。采用稱量前后重量差的方式，檢驗銅的負(fù)載量為：3.8％。實施例3：稱取氯化銅60g，攪拌溶解于500mL去離子水中，配制成氯化銅水溶液。稱取500gβ型納米氧化鋁，慢慢加入配好的氯化銅水溶液中，加熱至70℃，維持該溫度，攪拌下浸泡 48h，使銅離子完全分布在納米氧化鋁表面。過濾，濾餅用去離子水反復(fù)清洗至清洗水中不含銅離子。濾餅放入烘箱，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下烘干，再放入馬弗爐在800℃下焙燒4小時，得到催化劑，該催化劑可用于空氣氧化破氰反應(yīng)。采用稱量前后重量差的方式，檢驗銅的負(fù)載量為：5.5％。實施例4：稱取溴化銅60g，攪拌溶解于500mL去離子水中，配制成溴化銅水溶液。稱取500gγ型納米氧化鋁，慢慢加入配好的溴化銅水溶液中，加熱至70℃，維持該溫度，攪拌下浸泡72h，使銅離子完全分布在納米氧化鋁表面。過濾，濾餅用去離子水反復(fù)清洗至清洗水中不含銅離子。濾餅放入烘箱，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下烘干，再放入馬弗爐在700℃下焙燒5小時，得到催化劑，該催化劑可用于空氣氧化破氰反應(yīng)。采用稱量前后重量差的方式，檢驗銅的負(fù)載量為：3.1％。實施例5：取4個直徑為10cm的柱狀塔，分別在4個柱狀塔中填充500g實施例1～4制得的破氰催化劑，再加入1000mL含氰廢水，通過投加石灰調(diào)節(jié)含氰廢水pH至9.0，在塔的底部鼓入空氣，空氣流量為15L/h，反應(yīng)1小時后，取樣分析化驗，見表1。對比例1：取1個直徑為10cm的柱狀塔，加入1000mL氰化鎳廢水，通過投加石灰調(diào)節(jié)含氰廢水pH至9.0，鼓入空氣，空氣流量為15L/h，反應(yīng)1小時后，取樣分析化驗，見表1。對比例2：取1個燒杯，加入100mL氰化鎳廢水。通過投加石灰水(濃度10％)和次氯酸鈉(濃度11％)，采用兩級破氰法，具體的：一級破氰pH調(diào)節(jié)至11，ORP控制在350mV，反應(yīng)0.5h。二級破氰pH調(diào)節(jié)至8，ORP控制在650mV，反應(yīng)0.5h。反應(yīng)結(jié)束后，取樣分析化驗，見表1。表1實施例5、對比例1-2的實驗結(jié)果當(dāng)前第1頁1 2 3