[發明專利]基于8-羥基喹啉鐵改性活性碳纖維的制備方法及應用

有效

• 申請號: 201310234834.4
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN103301884A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 姚玉元;孫利杰;王列;陳文興;呂汪洋
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;C02F1/72;C02F103/30
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

技術領域

本發明涉及一種用于印染廢水處理技術領域，具體涉及活性碳纖維負載8-羥基喹啉鐵催化劑的制備方法及應用。

背景技術

據統計，我國紡織工業每年產生的廢水高達20多億噸，其中印染廢水占80%。因此，如何更好更高效地處理印染廢水，是目前急需解決的一個重要問題。在廢水處理方法中，Fenton?法是使用較廣且較為有效的一種方法。

Fenton法是一種高級氧化法，其反應產生的羥基自由基（氧化電位2.8V，僅次于氟的氧化電位2.87V），具有很強的氧化性，能夠氧化印染廢水中的染料分子以及其他有毒有害的有機污染物，從而達到處理凈化印染廢水的目的。然而，傳統Fenton?法存在著諸多的局限性：（1）反應的pH區間過于狹窄，必須在2-4較強酸性環境下才能進行，因此對于中性或者堿性的印染廢水，幾乎沒有效果；（2）使用的Fe²⁺和Fe³⁺容易形成淤泥，造成二次污染。

類芬頓技術是在傳統芬頓試劑基礎上發展起來的一種高級氧化技術，從廣義上講，除芬頓試劑以外，其它采用雙氧水來產生羥基自由基等活性基來處理有機污染物的技術均稱為類芬頓技術，如電類芬類頓技術、光類芬頓技術、非均相類芬頓技術等。近年來，非均相類芬頓技術因具有降解效率高、減少二次污染、可拓寬溶液反應的pH值等優點而被廣泛關注。公知技術中，申請號為：201110009690.3“磁性異相光芬頓的制備及其降解有機污染物的方法”公開的是用于羅丹明B處理的非均相光Fenton催化劑，將三氯化鐵和硫酸鎳配制成混合溶液，然后對混合溶液進行加熱、分離、洗滌、烘干，得到磁性異相光芬頓催化劑NiFe₂O₄。申請號：201010146094.5為“基于電芬頓反應的廢水處理方法”公開的是用于印染廢水的處理的電芬頓反應方法。申請號：“微波協同磁性類芬頓催化劑處理染料廢水的方法”?公開的是用功率為800W的微波處理裝置協同納米MgFe₂O₄處理染料廢水。

然而上述制備方法和處理方法所需裝置比較復雜，且能耗較高，不適合大量的廢水處理。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明提供一種能夠高效處理染料廢水的活性碳纖維的制備方法和應用。具體技術方案如下：

一種基于8-羥基喹啉鐵改性活性碳纖維的制備方法，包括如下步驟：

???步驟（1）將鐵鹽與8-羥基喹啉類化合物分別溶于有機溶劑，并控制8-羥基喹啉類化合物溶液的pH為3-6，然后把鐵鹽溶液逐滴滴加到8-羥基喹啉類化合物溶液中按摩爾比1:1-1:6混合，得到喹啉鐵配合物溶液；

????步驟（2）取步驟（1）所得的喹啉鐵配合物溶液與活性碳纖維按1-30g/L混合，超聲1-2小時后靜置1-12小時，然后取出后用酒精與清水洗滌，再將其放入烘箱中烘干即可獲得基于8-羥基喹啉鐵改性的活性碳纖維。

進一步的，采用步驟（3）代替步驟2，其中步驟（3）如下：取活性碳纖維按1-30g/L比例與有機溶劑混合，加入二氯亞砜，與活性碳纖維的比例為1-10mL/g，控制溫度80-100℃，反應12-24h，然后取步驟（1）所述的喹啉鐵配合物溶液按1-20g/L的比例混合，控制溫度50-70℃，反應12-24h；然后取出洗滌，置于50-70℃的烘箱中2-4h，再置于100-120℃的真空烘箱中烘干，即可獲得基于8-羥基喹啉鐵改性的活性碳纖維。

進一步的，所述鐵鹽為FeCl₃，FeCl₂，Fe(NO₃)₃，Fe(NO₃)₂，Fe₂(SO₄)₃，FeSO₄，Fe(ClO₄)₃中的一種或它們的組合。

進一步的，所述的8-羥基喹啉類化合物為8-羥基喹啉，8-羥基喹啉-5-磺酸，5-氨基-8-羥基喹啉，8-羥基喹啉-5-羧酸，5-氯(溴，碘)-8-羥基喹啉中的一種或它們的組合。

進一步的，所述的有機溶劑為乙醇，N,N-二甲基甲酰胺，四氫呋喃或丙酮。

進一步的，所述活性碳纖維是粘膠基活性碳纖維、聚丙烯腈基活性碳纖維、瀝青基活性碳纖維或酚醛基活性碳纖維。