[發明專利]一種利用鐵硫負載多壁碳納米管強化過硫酸鹽去除水中酚類物質的方法

在審

• 申請號: 201710301211.2
• 申請日: 2017-05-02
• 公開（公告）號: CN107487832A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 郭洪光;程鑫;張永麗
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種水處理的方法。

背景技術

酚類化合物（phenolic compound）是芳烴的含羥基衍生物，具有特殊的芳香氣味，均呈弱酸性，在環境中易被氧化。酚類化合物的毒性以苯酚為最大，通常含酚廢水中又以苯酚和甲酚的含量最高。目前環境監測常以苯酚和甲酚等揮發性酚作為污染指標。自20世紀30年代以來，酚類化合物被廣泛用于防腐劑、殺菌劑和除草劑等，在許多工業化國家的生產規模非常龐大。工業生產中排放的酚類化合物進入到自然環境中，對土壤、河流等造成污染，導致生態系統的失衡和自然環境的破壞。

環境中被酚污染的水，被人體吸收后，通過體內解毒功能，可使其大部分喪失毒性，并隨尿排出體外，若進入人體內的量超過正常人體解毒功能時，超出部分可以蓄積在體內各臟器組織內，造成慢性中毒，出現不同程度的頭昏、頭痛、皮疹、皮膚搔癢、精神不安、貧血及各種神經系統癥狀和食欲不振、吞咽困難、流涎、嘔吐和腹瀉等慢性消化道癥狀。其中氯酚類物質可使細胞蛋白質發生變異、沉淀，造成細胞損傷，對于生物個體有嚴重的危害，且還能強烈刺激生物個體的眼睛、皮膚等，對生物個體的粘膜和呼吸道也有較大的危害，吸入后可引起呼吸系統的病變，嚴重時可致死，屬于致癌、致畸、致突變的物質。人類長期飲用被氯酚類物質污染的水，會在一定程度上危害人體的造血功能和神經系統，且具有生物累積性，可沿食物鏈傳遞和富集，從而加劇對環境安全和人體健康的危害。

目前，水中酚類物質的去除主要包括物理法、化學法、生物法等。物理法是指將污染物通過物理方式轉移出受污染的水體，主要包括吸附法、萃取法及膜處理法等。吸附法是利用多孔材料吸附去除水中酚類物質，具有出水水質好、穩定的優點。但是，吸附飽和后的脫附技術尚未成熟，可能造成二次污染。萃取法是利用酚類物質在水及水不溶的萃取劑中溶解度的不同以提取污染物的方法，所以對萃取劑的要求較高。膜處理法是指在一定壓力下，利用壓差使污染物透過膜以達到分離作用。該技術占地少，少投入化學試劑，環境污染小，具有一定的優越性?；瘜W法主要包括光催化、氧化降解等。光催化是在特定光源和催化劑的作用下分解酚類物質，具有高效、節能、清潔的優勢。氧化降解是處理含氯酚廢水的常用方法，可以達到徹底的去除效果。而生物法則主要是利用微生物的新陳代謝，通過其凝聚、吸附以及氧化分解等作用降解水中的酚類物質。

中國專利CN 101734801A和CN 103496792A分別涉及一種利用聚氨酯海綿固定白腐真菌和利用硫氫化鈉促進黃孢原毛平革菌降解廢水中酚類物質的方法，但僅適用于含較低濃度酚類物質的水處理，且需要篩選或馴化適用于降解的菌株。此外，其降解速率相對較慢。

發明內容

本發明的目的是要解決現有去除水中酚類物質的方法成本高，去除效果差等技術上的缺陷問題，而提供一種利用鐵硫負載多壁碳納米管強化過硫酸鹽去除水中酚類物質的方法。

一種利用鐵硫負載多壁碳納米管強化過硫酸鹽去除水中酚類物質的方法是按以下步驟完成的：

一、將過硫酸鹽與預處理的水混合：將過硫酸鹽與預處理的水混合，再在室溫下和攪拌速度為150 r/min~200 r/min的條件下攪拌10 min~20 min，得到過硫酸鹽和預處理的水的混合溶液；

步驟一中所述的過硫酸鹽為過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨和過硫酸鈣中一種或其中幾種的混合物；

步驟一中所述的預處理的水中酚類物質的濃度為0.02 mg/L~100 mg/L；

步驟一中所述的過硫酸鹽的質量與預處理的水的質量比為1:(1000~10000)；

二、制備負載鐵硫雙相復合多壁碳納米管：

①、將多壁碳納米管加入濃度為0.1 g/L的Fe(NO₃)₃溶液中，在室溫和攪拌速度為100 r/min~150 r/min的條件下磁力攪拌30 min~60 min后再靜置60min~90min，得到多壁碳納米管和硝酸鐵的混合溶液；

步驟二①中所述的多壁碳納米管的質量與濃度為0.1 g/L的Fe(NO₃)₃溶液的體積比為(0.001 g~1 g):1 mL；

步驟二①中所述的多壁碳納米管內徑為5 nm~200 nm，外徑為10 nm~500 nm，長度為5μm ~100μm；

②、向多壁碳納米管和硝酸鐵的混合溶液中緩慢加入氨水，調節其pH值為9.5~10.5，得到堿性混合溶液；