本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种凹凸棒石催化氧化剂的制备及使用方法。
背景技术：
近三十年来，水体有机物污染成为了世界各国科学界和政府关注的新热点。有机污染物虽然大多数在水中含量甚微，但对人类的危害却很大。其中，印染废水的排放占很大比例，印染废水是加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品为主的印染厂排出的废水，废水水量较大，每印染加工1吨纺织品耗水100～200吨，其中80～90％成为废水。印染废水的显著特征之一是带有较高的色度。经过生化处理后，出水色度有所降低，但仍带有较深的色泽，难以达到排放标准。因此，脱色是印染废水处理中的一个重要环节。目前全世界使用的染料品种达数万种，其中活性染料由于其色泽鲜艳、色谱齐全，正被越来越广泛地采用。但由于活性染料的理化特性使其成为印染废水中难去除的染料之一。近年来，在印染废水脱色研究中，微纳材料在催化与吸附的应用备受瞩目，微纳材料一般是指尺寸在1nm～10μm内的材料，微纳材料的小尺寸效应、表面效应及量子效应等奇特性能提供了重要的物质基础。常用的用于印染废水脱色的纳米材料有活性炭、纳米金属氧化物等，这些材料都有不错的脱色效果，但是都存在着制作成本高或者储量有限、不可再生的问题。
因此，研究开发一种既具有较好的脱色除污效果，又可回收利用的氧化物材料成为目前研究的重点，也具有较好的应用前景及使用价值。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种凹凸棒石催化氧化剂的制备及使用方法，所述制备得到的凹凸棒石催化氧化剂不仅具有较好的吸附效果，还具有较好氧化除污作用，且所述制备方法简单易行，具有较好的应用价值。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明涉及一种凹凸棒石催化氧化剂的制备，包括如下步骤：
（1）称取一定量的凹凸棒粘土，加入烧瓶中，加入2mol/l的稀盐酸，其中，稀盐酸的加入体积量：凹凸棒质量为1ml：2g~5g，置于30~50℃超声波条件下超声10~20min；
（2）将上述混合物进行真空抽滤，并用蒸馏水清洗，然后于真空干燥箱中干燥；
（3）将干燥后的凹凸棒石粘土置于马弗炉中于300~500℃条件下焙烧0.5~1h，冷却，得到改性后的凹凸棒石粘土；
（4）将改性后的凹凸棒石粘土加入烧瓶中，再加入过渡金属盐溶液，于30~50℃超声波条件下超声10~20min，然后加热烘干；
（5）将烘干后的凹凸棒石粘土置于马弗炉中焙烧1~2h，然后粉碎至200~300目，即得所述凹凸棒土催化氧化剂。
优选地，所述步骤（2）中的蒸馏水清洗方法包括：将抽滤后的凹凸棒石粘土加入烧杯中，加入蒸馏水，置于超声波条件下超声5min，重复2次操作。
优选地，所述步骤（4）中使用的改性后的凹凸棒石粘土在与过渡金属盐溶液反应前需经研磨处理，将其研磨至100~200目。
优选地，所述步骤（5）中的凹凸棒石粘土焙烧后置于干燥箱中冷却至室温，然后再进行粉碎处理。
本发明还设计一种凹凸棒石催化氧化剂的方法，包括如下步骤：
（1）取200ml染料中间体废水于三口烧瓶中，调节废水的ph值为6~8；
（2）向废水中加入凹凸棒石催化氧化剂，边搅拌边通氧气，于室温下搅拌反应3~5h，即可得到排放达标的废水。
优选地，所述步骤（2）中通氧气的速度控制在出泡速率为2~5个/s。
优选地，步骤（2）中加入的凹凸棒石催化氧化剂的加入质量为每升废水需催化氧化剂1~1.5g。
优选地，所述步骤（2）中的通氧气的步骤可更换为滴加双氧水。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明所述制备得到的凹凸棒石催化氧化剂，由于凹凸棒土比表面积大，使得氧化剂具有较高的吸附脱色活性；由于凹凸棒土储量丰富，制作成本低廉；此外，由于凹凸棒土属天然纳米材料，绿色环保，不会给环境造成二次污染，符合环境友好型产品的要求，具有较好的使用价值。
（2）本发明所述的凹凸棒石催化氧化剂应用于染料中间体废水的处理，能够有效降低废水的cod值，大大提高了废水的降解速率，同时，降低了染料废水的处理成本及难度，保证染料废水能够达标排放。
（3）本发明制备得到的凹凸棒石催化氧化剂还具有可重复利用的特点，大大降低了氧化剂的使用成本，提高的原料利用率，适合工业化推广，具有较好的实用意义。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1：
本发明优选实施例的一种凹凸棒石催化氧化剂的制备及使用方法；
凹凸棒石催化氧化剂的制备，包括如下步骤：
（1）称取一定量的凹凸棒粘土，加入烧瓶中，加入2mol/l的稀盐酸，其中，稀盐酸的加入体积量：凹凸棒质量为1ml：3g，置于40℃超声波条件下超声15min；
（2）将上述混合物进行真空抽滤，并用蒸馏水清洗，然后于真空干燥箱中干燥；
（3）将干燥后的凹凸棒石粘土置于马弗炉中于400℃条件下焙烧1h，冷却，得到改性后的凹凸棒石粘土；
（4）将改性后的凹凸棒石粘土加入烧瓶中，再加入过渡金属盐溶液，于40℃超声波条件下超声15min，然后加热烘干；
（5）将烘干后的凹凸棒石粘土置于马弗炉中焙烧1.5h，然后粉碎至300目，即得所述凹凸棒土催化氧化剂。
步骤（2）中的蒸馏水清洗方法包括：将抽滤后的凹凸棒石粘土加入烧杯中，加入蒸馏水，置于超声波条件下超声5min，重复2次操作，将附着在凹凸棒石粘土上的盐酸清洗掉。
步骤（4）中使用的改性后的凹凸棒石粘土在与过渡金属盐溶液反应前需经研磨处理，将其研磨至200目，研磨处理能够使得过渡金属盐能够更加均匀的附着在凹凸棒石粘土的表面，提高凹凸棒石粘土的使用效率。
步骤（5）中的凹凸棒石粘土焙烧后置于干燥箱中冷却至室温，然后再进行粉碎处理。
凹凸棒石催化氧化剂的使用方法，包括如下步骤：
（1）取200ml染料中间体废水于三口烧瓶中，调节废水的ph值为7；
（2）向废水中加入凹凸棒石催化氧化剂，边搅拌边通氧气，于室温下搅拌反应4h，即可得到排放达标的废水。其中，其中出泡速率为3个/s，加入的凹凸棒石催化氧化剂的加入质量为每升废水需催化氧化剂1.2g。
实施例2：
本发明优选实施例的一种凹凸棒石催化氧化剂的制备及使用方法；
凹凸棒石催化氧化剂的制备，包括如下步骤：
（1）称取一定量的凹凸棒粘土，加入烧瓶中，加入2mol/l的稀盐酸，其中，稀盐酸的加入体积量：凹凸棒质量为1ml：2g，置于50℃超声波条件下超声10min；
（2）将上述混合物进行真空抽滤，并用蒸馏水清洗，然后于真空干燥箱中干燥；
（3）将干燥后的凹凸棒石粘土置于马弗炉中于500℃条件下焙烧0.5h，冷却，得到改性后的凹凸棒石粘土；
（4）将改性后的凹凸棒石粘土加入烧瓶中，再加入过渡金属盐溶液，于50℃超声波条件下超声10min，然后加热烘干；
（5）将烘干后的凹凸棒石粘土置于马弗炉中焙烧1h，然后粉碎至200目，即得所述凹凸棒土催化氧化剂。
步骤（2）中的蒸馏水清洗方法包括：将抽滤后的凹凸棒石粘土加入烧杯中，加入蒸馏水，置于超声波条件下超声5min，重复2次操作。
步骤（4）中使用的改性后的凹凸棒石粘土在与过渡金属盐溶液反应前需经研磨处理，将其研磨至100目。
步骤（5）中的凹凸棒石粘土焙烧后置于干燥箱中冷却至室温，然后再进行粉碎处理。
凹凸棒石催化氧化剂的使用方法，包括如下步骤：
（1）取200ml染料中间体废水于三口烧瓶中，调节废水的ph值为8；
（2）向废水中加入凹凸棒石催化氧化剂，边搅拌边通氧气，于室温下搅拌反应3~5h，即可得到排放达标的废水。其中，其中出泡速率为2个/s，加入的凹凸棒石催化氧化剂的加入质量为每升废水需催化氧化剂1.5g。
实施例3：
本发明优选实施例的一种凹凸棒石催化氧化剂的制备及使用方法；
凹凸棒石催化氧化剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）称取一定量的凹凸棒粘土，加入烧瓶中，加入2mol/l的稀盐酸，其中，稀盐酸的加入体积量：凹凸棒质量为1ml：5g，置于30℃超声波条件下超声20min；
（2）将上述混合物进行真空抽滤，并用蒸馏水清洗，然后于真空干燥箱中干燥；
（3）将干燥后的凹凸棒石粘土置于马弗炉中于300℃条件下焙烧1h，冷却，得到改性后的凹凸棒石粘土；
（4）将改性后的凹凸棒石粘土加入烧瓶中，再加入过渡金属盐溶液，于30℃超声波条件下超声20min，然后加热烘干；
（5）将烘干后的凹凸棒石粘土置于马弗炉中焙烧2h，然后粉碎至300目，即得所述凹凸棒土催化氧化剂。
步骤（2）中的蒸馏水清洗方法包括：将抽滤后的凹凸棒石粘土加入烧杯中，加入蒸馏水，置于超声波条件下超声5min，重复2次操作。
步骤（4）中使用的改性后的凹凸棒石粘土在与过渡金属盐溶液反应前需经研磨处理，将其研磨至200目。
步骤（5）中的凹凸棒石粘土焙烧后置于干燥箱中冷却至室温，然后再进行粉碎处理。
凹凸棒石催化氧化剂的使用方法，包括如下步骤：
（1）取200ml染料中间体废水于三口烧瓶中，调节废水的ph值为6；
（2）向废水中加入凹凸棒石催化氧化剂，边搅拌边通氧气，于室温下搅拌反应5h，即可得到排放达标的废水。其中，其中出泡速率为5个/s，加入的凹凸棒石催化氧化剂的加入质量为每升废水需催化氧化剂1g。
实施例4：
本发明优选实施例的一种凹凸棒石催化氧化剂的制备及使用方法；
凹凸棒石催化氧化剂的制备，包括如下步骤：
（1）称取一定量的凹凸棒粘土，加入烧瓶中，加入2mol/l的稀盐酸，其中，稀盐酸的加入体积量：凹凸棒质量为1ml：3g，置于40℃超声波条件下超声15min；
（2）将上述混合物进行真空抽滤，并用蒸馏水清洗，然后于真空干燥箱中干燥；
（3）将干燥后的凹凸棒石粘土置于马弗炉中于400℃条件下焙烧1h，冷却，得到改性后的凹凸棒石粘土；
（4）将改性后的凹凸棒石粘土加入烧瓶中，再加入过渡金属盐溶液，于40℃超声波条件下超声15min，然后加热烘干；
（5）将烘干后的凹凸棒石粘土置于马弗炉中焙烧1.5h，然后粉碎至300目，即得所述凹凸棒土催化氧化剂。
步骤（2）中的蒸馏水清洗方法包括：将抽滤后的凹凸棒石粘土加入烧杯中，加入蒸馏水，置于超声波条件下超声5min，重复2次操作。
步骤（4）中使用的改性后的凹凸棒石粘土在与过渡金属盐溶液反应前需经研磨处理，将其研磨至200目。
步骤（5）中的凹凸棒石粘土焙烧后置于干燥箱中冷却至室温，然后再进行粉碎处理。
凹凸棒石催化氧化剂的使用方法，包括如下步骤：
（1）取200ml染料中间体废水于三口烧瓶中，调节废水的ph值为7；
（2）向废水中加入凹凸棒石催化氧化剂，边搅拌边滴加10ml双氧水，滴加1h，搅拌反应3h，即可得到排放达标的废水。其中，加入的凹凸棒石催化氧化剂的加入质量为每升废水需催化氧化剂1g。
综上所述制备得到的凹凸棒石催化氧化剂不仅具有较好的吸附效果，还具有较好氧化除污作用，且所述制备方法简单易行，使用方便，具有较好的应用价值。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。