[發明專利]一種制備半導體納米材料同步處理無機與有機廢水的方法

無效

• 申請號: 200710041002.5
• 申請日: 2007-05-22
• 公開（公告）號: CN101096287A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發明（設計）人: 董鳳強;吳慶生;孫冬梅
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F1/62;C02F1/28;C02F1/32
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，具體涉及一種制備半導體納米材料同步處理無機與有機廢水的方法。

背景技術

水體是人類賴以生存的主要自然資源之一，又是人類生態環境的重要組成部分，也是物質生物地球化學循環的儲庫，對環境具有一定的敏感性。由于人類活動的影響，進入水體環境中的污染物質越來越多，這些污染物給環境和人體健康造成許多問題。特別是隨著采礦、冶煉、化工、電鍍、電子、制革和印染等行業的發展，以及民用固體廢棄物不合理填埋和堆放，大量化費、農藥的施用，大量的無機、有機污染物進入水體。

重金屬隨廢水排出時，即使濃度很小，也能造成危害，其廢水污染有如下特點：

(1)毒性具有長期持續性。某些重金屬雖只有微量濃度，但可在微生物作用下，轉化為毒性更強的有機化合物。如無機汞在天然水體中可被微生物轉化為毒性更強的甲基汞。

(2)經生物可大量富集，這種生物富集的特性是重金屬廢水污染的突出特點。有的重金屬，富集倍數可達成千上萬倍，然后通過食物鏈，在人體器官中積累造成慢性中毒，嚴重危害人體健康。

(3)重金屬無論采用何種方法或微生物都不能降解，只不過改變其化合價和化合物種類。如與陰離子配體形成配合物或螯合物，使重金屬在水中的濃度增大，也可以使沉入水底中的重金屬有釋放出來。

(4)在天然水體中只要有微量重金屬，即可產生毒性反應，一般重金屬產生的毒性范圍大約在1.0～10mg/L之間，毒性較強的重金屬如鎘、汞等毒性濃度范圍在0.001～0.1mg/L。因此，必須嚴格控制重金屬廢水的污染。

而有機污染物進入水體后，使水體中的物質組成發生了變化，破壞了原有的物質平衡狀態。如果排入到水體中的有機污染物質含量較高，大量消耗了水中的溶解氧，水也就失去了自我凈化能力。這時有機污染物便轉入厭氧腐敗狀態，產生H₂S、甲烷氣等還原性氣體，使水中動植物大量死亡，而且可使水體變黑變混，發生惡臭，嚴重污染地球生態環境。水中的有機物始終是造成水體污染最嚴重的污染物，它是水變質、變黑、發臭的主要罪魁禍首。

當前，世界各國都在花大力氣致力于環境治理，但迄今國內外對污染的治理仍不夠完善和徹底，遠不能杜絕廢水對環境的污染。甚至出現有些國家只注意廢水本身的處理，而忽略濃縮產物的回收利用和無害化處理，任其流失于環境中，制造二次污染。特別是針對同時含有重金屬無機污染物和有機污染物廢水的處理沒見報道。

支撐液膜分離是多學科交叉的產物，亦是是環境、化學工程學科發展的新的增長點。支撐液膜分離是分離和富集廢水中微量重金屬的有效方法。半導體光催化技術在環境保護中的應用日益受到人們的重視，這項新的污染治理技術具有哦能耗低、操作簡便、反應條件溫和、可減少二次污染等突出優點，能有效地將有機污染物轉化為無機小分子，達到完全無機化的目的。本發明將支撐液膜分離技術與半導體光催化技術有機的結合，實現同步處理無機、有機廢水。

發明內容

本發明的目的在于提供一種制備半導體納米材料同步處理無機與有機廢水的方法。

為了達到上述目的，本發明是這樣進行的。調節適當濃度、離子的廢水，分別置于支撐液膜左右兩側。利用支撐液膜(SLM，supported?liquid?membrane)模擬生物礦化中的跨膜傳質和軟模板效應，合成納米材料，達到去除無機重金屬離子的目的。由于液膜的吸附作用，生成的納米材料均勻的附在膜表面，可直接利用紫外燈光照降解廢水中的有機成分。即可實現制備半導體納米材料同步處理無機與有機廢水的目的。

本發明提出制備半導體納米材料同步處理無機與有機廢水的方法，具體步驟如下：

(1)支撐液膜的制備：將0.2～0.5g鄰菲羅啉載體溶解于60～80ml氯仿中，以2000-4000rpm的轉速攪拌10-20min，制成含載體的液膜；然后將處理過的微孔濾膜干燥后放入上述液膜中浸泡18-36小時，取出，擦凈，裝入并固定于反應容器中，形成中間為支撐液膜，左、右為設有攪拌裝置的溶液相隔離體系；