[發(fā)明專利]一種利用小分子雙酮-紫外光還原處理六價(jià)鉻的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610090531.3
• 申請(qǐng)日: 2016-02-18
• 公開（公告）號(hào): CN105731587B
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張淑娟;吳兵黨;吳愜;張國(guó)洋;楊明輝;宋孝杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/32
• 分類號(hào): C02F1/32;C02F1/70;C02F101/22
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔;楊文晰

本發(fā)明公開了一種利用小分子雙酮?紫外光還原處理六價(jià)鉻的方法，即向含有六價(jià)鉻的水中投加終濃度為0.1?1 mM的小分子雙酮，調(diào)整溶液pH為3?6，然后置于紫外光源下輻照，即可將水中的六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻。本發(fā)明建立的UV/小分子雙酮體系，可迅速地將水中的六價(jià)鉻還原為毒性低、更易通過物理法去除的三價(jià)鉻；其反應(yīng)符合零級(jí)動(dòng)力學(xué)，去除六價(jià)鉻的速率是UV/TiO2法的數(shù)十倍；該方法為均相反應(yīng)，操作簡(jiǎn)便，且相比于UV/TiO2等方法，適用溶液pH范圍更寬，受溶液中共存離子的影響較小，可廣泛應(yīng)用于含六價(jià)鉻工業(yè)廢水的處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水處理領(lǐng)域，特別是一種利用小分子雙酮-紫外光還原處理六價(jià)鉻的方法。

背景技術(shù)

鉻是一種重要的金屬元素，具有質(zhì)硬、耐磨、耐高溫、抗腐蝕等特性，在冶金、化工、礦物工程、電鍍、制鉻、顏料、制藥、輕工紡織、鉻鹽及鉻化物的生產(chǎn)中具有廣泛應(yīng)用。在鉻的生產(chǎn)、使用過程中會(huì)產(chǎn)生大量含鉻廢水，危害環(huán)境安全。水中的鉻主要以六價(jià)(Cr(VI))和三價(jià)(Cr(III))形式存在，其中六價(jià)鉻的毒性很大，是三價(jià)鉻的數(shù)十至數(shù)百倍，皮膚接觸可能造成遺傳性基因缺陷，吸入可能致癌，對(duì)環(huán)境有持久危險(xiǎn)性。鑒于六價(jià)鉻的危害，美國(guó)環(huán)境保護(hù)局（EPA）將六價(jià)鉻定為17種高度危險(xiǎn)毒物之一，我國(guó)工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)中也將六價(jià)鉻列為第一類污染物，是國(guó)家重點(diǎn)控制的五大重金屬污染物之一。根據(jù)我國(guó)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB 8978-1996，對(duì)于產(chǎn)生鉻廢水的工業(yè)，要求工廠排放污水中的六價(jià)鉻含量不得高于0.5 mg/L。

六價(jià)鉻的污染源復(fù)雜，遷移過程中形態(tài)變化多樣，多以CrO42-、Cr2O72-形式存在，缺乏有效的防治技術(shù)，而Cr(III)能夠通過堿沉淀等簡(jiǎn)易方式去除。因此，將Cr(VI)還原為毒性低、更容易去除的Cr(III)，對(duì)于水中Cr(VI)的最終去除具有重要意義。

光化學(xué)技術(shù)在處理水中污染物方面具有較好的效果。利用光化學(xué)還原六價(jià)鉻為三價(jià)鉻的技術(shù)主要有UV/TiO2等，其原理在于光催化TiO2產(chǎn)生還原性的電子將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻，然后調(diào)節(jié)pH到中堿性，將鉻通過沉淀去除。但由于TiO2為非均相催化劑，后期分離回收操作造成了工藝運(yùn)行的不便。此外，有報(bào)道使用亞硫酸鹽(Na2SO3)在紫外光下產(chǎn)生水合電子，將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻。但亞硫酸鹽體系的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)反應(yīng)條件要求苛刻：需曝氮?dú)獬酰宜想娮赢a(chǎn)生情況受水溶液的pH影響較大，適用范圍窄。

專利號(hào)為ZL 201110419706.8的中國(guó)專利公開了一種基于UV/乙酰丙酮(2，4-戊二酮，AA)處理染料廢水的方法，專利號(hào)為ZL 201210141846.8的中國(guó)專利則公開了一種利用兩種小分子雙酮（2,3-丁二酮，BD，或2,5-己二酮，HD）作為光活性劑處理染料廢水的方法。由此可見，小分子雙酮，包括AA、BD、HD具有光化學(xué)活性，能夠高效脫色染料廢水。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，AA高效脫色染料的原理在于光致形成染料-AA激基復(fù)合物，可直接發(fā)生電子和能量轉(zhuǎn)移。但是六價(jià)鉻的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)與染料類有機(jī)物截然不同，其能否與小分子雙酮形成光激復(fù)合物并發(fā)生光致電子轉(zhuǎn)移尚未可知。目前，未見有利用UV/小分子雙酮法(UV/diketone)還原處理水中Cr(VI)的方法報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了一種利用小分子雙酮光還原處理水中六價(jià)鉻的方法，能夠快速、高效地將水中的六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻，便于后期沉淀處理，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種利用小分子雙酮-紫外光還原處理六價(jià)鉻的方法，其具體步驟如下：