[發(fā)明專利]一種中空纖維狀異相類Fenton反應(yīng)催化劑的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710531537.4
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107245771B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐乃庫;張秀琴;梁煒聰
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學
• 主分類號: D01F8/10
• 分類號: D01F8/10;D01F1/08;D06M11/48;C08F220/18;C08F220/28;B01J31/32
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本發(fā)明公開了紡織材料領(lǐng)域中復合纖維材料的設(shè)計與制造，涉及一種中空纖維狀異相類Fenton反應(yīng)催化劑的制備，具體為一種可催化氧化劑(如過氧化氫、臭氧、過硫酸鹽等)快速、高效氧化分解多種染料的復合中空纖維的制造方法。該制造方法在成纖聚合物結(jié)構(gòu)設(shè)計、合成以及紡絲成形基礎(chǔ)上，主要運用了堿性水解、中性高錳酸鉀氧化還原處理等一系列技術(shù)。所得復合中空纖維與現(xiàn)有中空纖維狀類Fenton反應(yīng)催化劑相比，可多次重復使用，且隨使用次數(shù)的增加，復合中空纖維催化活性以及染料去除率衰減小，達到一定去除率所需的時間僅稍有增加，因此，應(yīng)用成本更為低廉，更加滿足工業(yè)實用性要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于紡織材料領(lǐng)域中復合纖維材料的設(shè)計與制造，涉及一種中空纖維狀異相類Fenton反應(yīng)催化劑的制備，具體為一種可催化氧化劑(如過氧化氫、臭氧、過硫酸鹽等)快速、高效氧化分解多種染料的復合中空纖維的制造方法。該制造方法在成纖聚合物結(jié)構(gòu)設(shè)計、合成以及紡絲成形基礎(chǔ)上，主要運用了堿性水解、中性高錳酸鉀氧化還原處理等一系列技術(shù)。

背景技術(shù)

水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基，人多水少，水資源時空分布不均是我國的基本國情和水情。當前，我國水資源面臨的形勢十分嚴峻，水資源短缺、水污染嚴重、水生態(tài)環(huán)境惡化等問題日益突出，已成為制約社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸。水污染治理與水資源保護目前已經(jīng)成為我國乃至全世界共同關(guān)注的戰(zhàn)略問題之一。近年來，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)廢水污染日趨嚴重，造成水資源水質(zhì)惡化，其中，印染工業(yè)所排放的染料廢水在工業(yè)廢水中占有很大比例，這些染料廢水具有色度和COD含量高、水量變化大、堿性強、成分復雜和難生物降解等特點，而且還含有多種具有生物毒性或具有致癌、致畸和致突變的有機物。印染廢水如得不到及時有效的處理，將會給環(huán)境造成非常嚴重的影響，同時還會制約我國經(jīng)濟的正常發(fā)展。因此，開發(fā)染料廢水處理新材料及新技術(shù)，提高處理效果，降低處理成本，改善生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)已成為各國染料部門和學者的研究重點(李一兵，李靜，王麗娟.Fenton法在廢水處理過程中的研究現(xiàn)狀與進展.河北工業(yè)大學成人教育學院學報，2008，23(3)：48-51)。

目前，工業(yè)上普遍采用的染料廢水處理法有：物理化學處理法(如絮凝沉淀法)、生物處理法(如好氧和厭氧處理技術(shù))等。其中，物理化學處理法雖然具有設(shè)備簡單、占地面積小、對廢水量、水溫和濃度變化適應(yīng)強、可除磷、脫氮、脫色效果好、管理操作簡單等優(yōu)點，但此類方法通常僅是將染料等有機物從液相轉(zhuǎn)移到固相，如為除去懸浮的和溶解的污染物而采用的化學混凝--沉淀和活性炭吸附兩級處理，從實質(zhì)上講，并沒有完全消除有機污染物，反而會帶來大量的固體廢棄物和再生廢水，處理系統(tǒng)的設(shè)備費和日常運轉(zhuǎn)費較高。生物法具有處理能耗低、處理成本低、工程簡單、能夠?qū)崿F(xiàn)污水資源化、使污水處理和利用相結(jié)合等優(yōu)點，但存在處理時間長、設(shè)備占用面積大、處理效果易受自然因素影響而導致不穩(wěn)定等缺點，而且染料等有機污染物對生物的毒性作用會引起去除效果不佳等問題，在厭氧條件下還可能生成致癌的芳香胺類化合物(Huma Hayat，Qaisar Mahmood，Arshid Pervez，Comparative decolorization of dyes in textile wastewater using biological andchemical treatment，Separation and Purification Technology，2015，154：149-153)，因此，上述傳統(tǒng)方法已無法滿足目前環(huán)保和工藝的高要求。

與上述方法相比，催化氧化分解法利用化學和物理過程催化氧化劑產(chǎn)生高活性中間體(如羥基自由基、超氧自由基等)，高活性中間體可快速氧化染料，使其分解成CO₂、H₂O和其他對人類和環(huán)境無害的產(chǎn)物，該技術(shù)適用范圍廣，反應(yīng)時間短，氧化能力強，處理效率高，產(chǎn)物污染少或無污染。因此，催化氧化分解法在水處理領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景，成為目前水處理領(lǐng)域研究的熱點。