本发明属于电镀废水处理领域，涉及一种空气氧化破氰催化剂及其制备方法，该破氰催化剂可以采用空气催化氧化处理电镀含氰废水。
背景技术：
：氰化物属于剧毒物，对人体的毒性主要表现为与人体的高铁细胞色素酶结合，生成氰化高铁细胞色素氧化酶而失去传递氧的作用，引起组织窒息。在电镀生产过程中，会产生大量含氰化物的废水，如不进行有效处理而任意排放会污染地表水及农田，威胁人、畜、鱼类的生命安全，严重破坏生态平衡。目前国内电镀含氰废水的处理多采用两级碱性氯化法，即向含氰废水中投加氯系氧化剂，通常使用次氯酸盐、氯气、二氧化氯等药剂，一级反应先将氰化物部分氧化成毒性较低的氰酸盐，再通过二级反应完全氧化成二氧化碳和氮。该方法工艺比较成熟，其工艺简单，操作安全方便，自动化程度高，但药剂费用高，易产生余氯，反应时气味太重，不利于人体健康，反应后可能产生有机氯化物，易带来二次污染，且此法对络合氰的去除效果不明显。技术实现要素：本发明的目的是针对传统两级碱性氯化法的缺点，提供一种成本低廉，安全环保的破氰催化剂及其制备方法。为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种空气氧化破氰催化剂，所述的催化剂以纳米氧化铝为载体，在纳米氧化铝的表面均匀负载活性组分铜，铜的负载量为1～10％。本发明所述的空气氧化破氰催化剂是由以下制备方法制得的：取铜盐与去离子水置成浓度为5～11％的铜盐水溶液，按照纳米氧化铝与铜盐的用量比1g：0.35～1mmol将纳米氧化铝浸渍在铜盐水溶液中，在加热状态下不断搅拌，使铜离子完全分布在纳米氧化铝表面，过滤，滤饼用去离子水洗净，在氮气氛围保护下烘干，并于高温下焙烧，粉碎，筛分至100～180目，制得所需催化剂。本发明所述的空气氧化破氰催化剂的制备方法，包括以下步骤：取铜盐与去离子水置成浓度为5～11％的铜盐水溶液，按照纳米氧化铝与铜盐的用量比1g：0.35～1mmol将纳米氧化铝浸渍在铜盐水溶液中，在加热状态下不断搅拌，使铜离子完全分布在纳米氧化铝表面，过滤，滤饼用去离子水洗净，在氮气氛围保护下烘干，并于高温下焙烧，粉碎，筛分至 100～180目，制得所需催化剂。所述的铜盐为卤化铜、硫酸铜、硝酸铜等中的一种或多种；所述的卤化铜为氯化铜、溴化铜。所述的纳米氧化铝为β型纳米氧化铝或γ型纳米氧化铝。所述的纳米氧化铝与铜盐的用量比优选为1g：0.375～0.9mmol。所述的空气氧化破氰催化剂中铜的负载量优选为2～6％。所述的纳米氧化铝的浸渍时间为24～72小时，所述的纳米氧化铝的浸渍温度为50～80℃。所述的滤饼用去离子水清洗至清洗水中不含铜离子。所述的焙烧温度为500～800℃，所述的焙烧时间为2～5小时。本发明催化剂在处理含氰废水时，采用空气作为氧化剂来源。空气中的氧气是一种“免费”的氧化剂，但其与含氰废水直接接触，其氧化能力不足以分解氰化物。通过引入本发明催化剂，氧气可以在催化剂的作用下产生活性氧原子，从而大幅增强空气的氧化能力，使其能够去除废水中氰化物，具体反应如下：CNO-+H++2H2O——→HCO3-+NH4+特别的，针对络合态氰化物，采用该法同样有效：含氰废水中的络合氰化物主要有：氰化铁，氰化铜，氰化镉，氰化金和氰化银。本发明所述的空气氧化破氰催化剂在处理含氰废水中的应用。本发明所述的空气氧化破氰催化剂用于处理含氰废水的方法，包括：往含氰废水中加入所述的空气氧化破氰催化剂，调节含氰废水的pH至9.0～10.0，再通入空气，反应0.5～2小时，除去含氰废水中的氰化物；其中，所述的空气氧化破氰催化剂与含氰废水的质量体积比为1g：1～20mL，空气流量为10～25L/h。所述的空气氧化破氰催化剂在处理含氰废水中的应用，通过投加石灰调节含氰废水pH至9.0～10.0。所述的破氰催化剂和含氰废水的用量比优选为1g：1～20mL，空气流量优选为15L/h。本发明的有益效果：本发明破氰催化剂制备方法简单，成本低廉，将本发明破氰催化剂用于处理含氰废水，以空气作为氧化剂来源，单级破氰，不仅能够有效去除废水中游离态氰化物，也能够有效破除络合态氰化物，去除率可达到98.5％以上，且处理过程中不会出现刺激性气味，无中间污染物产生，安全环保。本发明破氰催化剂相较于传统两级碱性氯化法具有以下优势：两级碱性氯化法本发明破氰催化剂原料次氯酸钠载铜纳米氧化铝形态液体固体粉末气味刺激性气味无气味破氰工艺二级破氰单级破氰破除络合氰化物无法破除铁氰，镍氰化合物可以破除铁氰，镍氰化合物产生中间污染物产生有机氯化物无具体实施方式下面通过具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。实施例1：称取硫酸铜30g，搅拌溶解于500mL去离子水中，配制成硫酸铜水溶液。称取500gβ型纳米氧化铝，慢慢加入配好的硫酸铜水溶液中，加热至50℃，维持该温度，搅拌下浸泡24h，使铜离子完全分布在纳米氧化铝表面。过滤，滤饼用去离子水反复清洗至清洗水中不含铜离子。滤饼放入烘箱，在氮气氛围保护下烘干，再放入马弗炉在500℃下焙烧2小时，得到催化剂，该催化剂可用于空气氧化破氰反应。采用称量前后重量差的方式，检验铜的负载量为：2.1％。实施例2：称取硝酸铜60g，搅拌溶解于500mL去离子水中，配制成硝酸铜水溶液。称取500gγ型纳米氧化铝，慢慢加入配好的硝酸铜水溶液中，加热至80℃，维持该温度，搅拌下浸泡72h，过滤，滤饼用去离子水反复清洗至清洗水中不含铜离子。滤饼放入烘箱，在氮气氛围保护下烘干，再放入马弗炉在500℃下焙烧5小时，得到催化剂，该催化剂可用于空气氧化破氰反应。采用称量前后重量差的方式，检验铜的负载量为：3.8％。实施例3：称取氯化铜60g，搅拌溶解于500mL去离子水中，配制成氯化铜水溶液。称取500gβ型纳米氧化铝，慢慢加入配好的氯化铜水溶液中，加热至70℃，维持该温度，搅拌下浸泡 48h，使铜离子完全分布在纳米氧化铝表面。过滤，滤饼用去离子水反复清洗至清洗水中不含铜离子。滤饼放入烘箱，在氮气氛围保护下烘干，再放入马弗炉在800℃下焙烧4小时，得到催化剂，该催化剂可用于空气氧化破氰反应。采用称量前后重量差的方式，检验铜的负载量为：5.5％。实施例4：称取溴化铜60g，搅拌溶解于500mL去离子水中，配制成溴化铜水溶液。称取500gγ型纳米氧化铝，慢慢加入配好的溴化铜水溶液中，加热至70℃，维持该温度，搅拌下浸泡72h，使铜离子完全分布在纳米氧化铝表面。过滤，滤饼用去离子水反复清洗至清洗水中不含铜离子。滤饼放入烘箱，在氮气氛围保护下烘干，再放入马弗炉在700℃下焙烧5小时，得到催化剂，该催化剂可用于空气氧化破氰反应。采用称量前后重量差的方式，检验铜的负载量为：3.1％。实施例5：取4个直径为10cm的柱状塔，分别在4个柱状塔中填充500g实施例1～4制得的破氰催化剂，再加入1000mL含氰废水，通过投加石灰调节含氰废水pH至9.0，在塔的底部鼓入空气，空气流量为15L/h，反应1小时后，取样分析化验，见表1。对比例1：取1个直径为10cm的柱状塔，加入1000mL氰化镍废水，通过投加石灰调节含氰废水pH至9.0，鼓入空气，空气流量为15L/h，反应1小时后，取样分析化验，见表1。对比例2：取1个烧杯，加入100mL氰化镍废水。通过投加石灰水(浓度10％)和次氯酸钠(浓度11％)，采用两级破氰法，具体的：一级破氰pH调节至11，ORP控制在350mV，反应0.5h。二级破氰pH调节至8，ORP控制在650mV，反应0.5h。反应结束后，取样分析化验，见表1。表1实施例5、对比例1-2的实验结果当前第1页1 2 3