[發明專利]一種催化過碳酸鹽降解廢水中有機污染物的方法

有效

• 申請號: 201710483431.1
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107188294B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 李東亞;夏東升;徐海明;廖偉;左詩語;曹剛;袁向娟;孫磊
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/30;C02F101/38;C02F101/34;C02F101/30
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 劉杰

本發明公開了一種催化過碳酸鹽降解廢水中有機污染物的方法，所述方法包括：在廢水中加入質子化處理的g?C₃N₄催化劑，在無光環境下攪拌吸附形成混合物；向所述混合物中加入過碳酸鹽，構成反應體系；將所述反應體系置于可見光的照射范圍內，g?C₃N₄催化活化所述過碳酸鹽降解廢水中有機污染物；所述g?C₃N₄催化劑的質子化處理包括：在塊狀g?C₃N₄中加入濃硫酸混合，攪拌，超聲，得到混合物；將所述混合物與水混合攪拌，獲得乳白色懸浮液，將所述乳白色懸浮液離心、洗滌及干燥，得到酸化后的g?C₃N₄；將所述酸化后的g?C₃N₄在50?75℃熱回流4?8h，抽濾、洗滌并干燥得質子化的g?C₃N₄。本發明方法降解廢水中有機污染物的效果顯著，降解率高且穩定。

技術領域

本發明屬于廢水處理領域，尤其涉及一種催化過碳酸鹽降解廢水中有機污染物的方法。

背景技術

隨著人口的急劇增長及現代化工業的迅猛發展，水污染問題成為制約我國經濟和社會發展的關鍵之一，，尋求高效的水處理技術成為社會發展急需解決的科學問題。

高級氧化法(Advanced oxidation processes,AOPs)是是利用氧化劑和催化劑的相互作用，與光、超聲等技術相結合，產生活性極強的自由基，通常是·OH；使水中大分子有機物氧化為低毒或者無毒的小分子物質，甚至礦化為CO₂和H₂O的技術。高級氧化過程中產生的自由基氧化電位高、反應迅速，將大分子、難降解有機物氧化降解成低毒或者無毒的小分子物質，再與其他處理技術相結合，大幅降低處理成本。因此，高級氧化技術具有良好的發展前景。

傳統的AOPs是以活化H₂O₂產生羥基自由基(.OH，E₀＝1.8v-2.7v)來降解污染物質。.OH能夠迅速而且無選擇性的降解大部分有機污染物，但該活化過程需要在酸性條件下才能實現污染物的高效氧化，并且在應用中受水體基質(碳酸鹽、碳酸氫鹽、天然有機物等)影響較大。

過碳酸鹽相比于液態H₂O₂，具有性質更穩定，更容易保存與運輸，分解產物為H₂O₂和Na₂CO₃，無毒、無污染等優點。更為重要的是過碳酸鹽的化學性質與液態H₂O₂相似，而對pH卻沒有苛刻的要求，即使在中性條件下仍然有較強的氧化性能，因此具有廣闊的發展應用前景。應用過碳酸鈉的關鍵是如何高效的活化過碳酸鹽產生自由基。常規方法包括紫外光、熱和微波等物理手段，過渡金屬離子等化學方法。物理方法能耗高，而過渡金屬離子等化學方法則存在金屬離子二次污染的可能。因此，開發新型的過碳酸鹽催化劑成為研究熱點。

發明內容

針對背景技術中的上述問題，本發明的主要目的在于提供一種催化過碳酸酸鹽降解廢水中有機污染物的方法，以質子化g-C₃N₄為催化劑，以過碳酸鹽為氧化劑，可見光協同g-C₃N₄催化活化過碳酸鹽降解廢水中有機污染物，本發明方法降解廢水中有機污染物的效果顯著，降解率高且穩定。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：一種催化過碳酸鹽降解廢水中有機污染物的方法，所述方法包括如下步驟：

在廢水中加入質子化處理的g-C₃N₄催化劑，在無光環境下攪拌吸附形成混合物；

向所述混合物中加入過碳酸鹽，構成反應體系；