[發(fā)明專利]電化學(xué)控制分離溶液中苯酚的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810079318.8
• 申請日: 2008-08-28
• 公開（公告）號: CN101362677A
• 公開（公告）日: 2009-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郝曉剛;馬旭莉;王忠德;張忠林;李慧;劉世斌;孫彥平
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: C07C39/04
• 分類號: C07C39/04;C07C37/68;C02F1/46
• 代理公司: 山西太原科衛(wèi)專利事務(wù)所
• 代理人: 戎文華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電化學(xué)與膜分離技術(shù)處理含苯酚溶液及苯酚回收的方法，尤其是一種用 導(dǎo)電聚苯胺膜處理含苯酚溶液及苯酚回收的方法。

背景技術(shù)

苯酚是石油化工、制藥、塑料以及殺蟲劑工業(yè)中的重要原料，也是石油煉制、石油化工、 煤炭轉(zhuǎn)化、酚醛樹脂以及殺蟲劑等工業(yè)產(chǎn)生的工業(yè)廢水中常見的污染物。由于苯酚具有極高 的毒性且難以生物降解，工業(yè)含酚廢水處理及苯酚有效回收一直是環(huán)境污染領(lǐng)域中具有重要 意義的課題。

現(xiàn)有的含酚廢水處理技術(shù)如催化氧化(如中國專利ZL02144567.2、CN1017987B)以及生 物法(如中國專利ZL200610012071.9)只能使廢水中苯酚降解而不能回收苯酚；而傳統(tǒng)的苯 酚回收方法如溶劑萃取(CN1012209957、CN1450006)、活性碳或聚合物吸附(如 ZL200510037861.8、ZL200310109698.2、CN1005914B)以及膜分離(如CN101077798)等技 術(shù)也存在能耗大成本高，易產(chǎn)生二次污染且工藝流程復(fù)雜等缺點。

導(dǎo)電聚苯胺以其獨特的摻雜現(xiàn)象、氧化還原可逆性、良好的導(dǎo)電及穩(wěn)定性能成為最有實 際應(yīng)用價值的導(dǎo)電聚合物之一。聚苯胺具有共軛結(jié)構(gòu)，能以不同的氧化還原狀態(tài)存在且可以 相互轉(zhuǎn)化，如中間氧化狀態(tài)的翠綠亞胺EB(Emeraldine)結(jié)構(gòu)、還原態(tài)的LEB (Leucoemeraldine)結(jié)構(gòu)以及氧化態(tài)的全苯胺黑PNB(P???ernigraniline)結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電聚苯胺 膜在氧化還原過程中為了保持膜的電中性會置入或釋放離子同時伴隨著物質(zhì)的傳遞，局部化 學(xué)環(huán)境的改變導(dǎo)致膜的體積膨脹性、選擇滲透性、親水性以及溶劑分配性能的劇烈變化(J. Phys.Chem.1987，91：5813；J.Electrochem.Soc，1999，146:4179)。這些特性可用于 某些有機物或離子的分離過程中。

本發(fā)明根據(jù)導(dǎo)電聚苯胺以及導(dǎo)電聚苯胺膜的上述特點，將導(dǎo)電聚苯胺膜應(yīng)用于含苯酚廢 水的處理及回收工藝過程中，具有處理含苯酚廢水的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是處理現(xiàn)有含苯酚廢水，并回收含苯酚廢水中的苯酚，以解決含苯酚廢水 污染環(huán)境的問題，解決現(xiàn)有處理含苯酚廢水工藝復(fù)雜、能耗大成本高，易產(chǎn)生二次污染的不 足，進而提出一種電化學(xué)控制分離溶液中苯酚的方法。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：首先將沉積有導(dǎo)電聚苯胺薄膜的導(dǎo)電基體作為電化學(xué)反應(yīng) 器的工作電極，在pH值為5.0～6.5的含苯酚溶液中施加0.4～0.8V的電位于工作電極上， 通過控制聚苯胺膜處于中間氧化狀態(tài)使膜膨脹，從而將溶液中苯酚吸入膜中使苯酚得到分離； 其次將吸附飽和后的導(dǎo)電聚苯胺膜電極置入pH值為2.0～6.5的酸性再生液中，然后施加 -0.3～0.1V的電極電位于膜電極控制聚苯胺膜處于還原狀態(tài)10～30min，薄膜通過收縮而將 膜中苯酚釋放，將不斷濃縮的再生液回收可得到苯酚，同時導(dǎo)電聚苯胺膜得到再生可重復(fù)使 用。

上述發(fā)明由三個步驟組成：一是控制聚苯胺膜處于中間氧化狀態(tài)吸附苯酚；二是控制聚 苯胺處于還原狀態(tài)釋放苯酚，膜再生后循環(huán)使用；三是再生液濃縮回收得到苯酚。

本發(fā)明通過實施上述技術(shù)方案的優(yōu)點與創(chuàng)新之處在于：(1)利用導(dǎo)電聚苯胺膜在氧化與 還原狀態(tài)下對苯酚的吸附能力不同，通過調(diào)節(jié)薄膜的電極電位可準(zhǔn)確控制苯酚的吸入和釋放 量；(2)電化學(xué)控制苯酚分離過程的主要推動力為電極電位，不受溶液中化學(xué)平衡的限制， 尤其適合低濃度含酚廢水處理及回收；(3)分離過程只需施加很低的電位，常溫常壓操作， 廢水處理成本低且高效；(4)膜的再生過程與再生液中苯酚濃度無關(guān)，再生過程也是苯酚的 濃縮過程；(5)聚苯胺膜無需化學(xué)再生，消除了由化學(xué)再生劑產(chǎn)生的二次污染；(6)再生液 回收即可得到濃縮的苯酚。

具體實施方式

下面通過實施例對本發(fā)明的具體實施方式做出進一步的詳細(xì)說明：

實施例1