[發明專利]一種碳納米管活化過氧乙酸降解廢水中污染物的方法

在審

• 申請號: 201810280343.6
• 申請日: 2018-03-31
• 公開（公告）號: CN108423793A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 陳家斌;黃天寅;沈芷璇;田丹
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F101/30;C02F101/38
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 葉盛

本發明涉及一種碳納米管(CNT)活化過氧乙酸降解污染物的方法，具體如下：在常溫常壓下向含有污染物的廢水中，加入一定量的過氧乙酸(PAA)和碳納米管，攪拌均勻，在初始pH為中性條件下反應3h，即可氧化降解污染物。本發明通過向含有污染物的廢水中投加PAA和碳納米管，碳納米管起一定的吸附作用并活化過氧乙酸產生羥基自由基氧化污染物質，從而降解廢水中污染物；本發明可快速、高效、持久地去除廢水中的污染物，反應條件溫和，大大縮短了處理時間，降低了工藝成本，CNT也可重復利用降低成本，在水中污染物降解和去除方面具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及廢水處理技術領域，尤其是涉及一種碳納米管(CNT)活化過氧乙酸(PAA)降解污染物的方法，特別是涉及一種利用碳納米管活化過氧乙酸以去除廢水中偶氮染料金橙G的方法。

背景技術

隨著工業的高速發展，進入水體的有機物的數量和種類都急劇增加，造成了水資源的嚴重污染，對于那些含有高毒性且難降解有機物的廢水，傳統的生物處理已不能滿足處理要求，不得不考慮其它的處理方法。高級氧化技術(Advanced oxidation processes，AOPs)是20世紀80年代發展起來的一種用于處理難降解有機污染物的新技術。

它的特點是：(1)能產生大量非常活潑的羥基自由基·OH，其氧化能力(2.80V)僅次于氟(2.87V)，·OH作為反應的中間產物，可誘發后面的鏈反應；(2)·OH能無選擇地直接與廢水中的污染物反應，將其降解為二氧化碳、水和無害鹽，不會產生二次污染；(3)由于高級氧化反應是一種物理-化學處理過程，很容易加以控制；(4)既可作為單獨處理，又可與其他處理過程相匹配，如可作為生化處理的預處理或深度處理，降低處理成本。

過氧乙酸的活化方式包括紫外活化、金屬離子及金屬離子氧化物活化等。相對于紫外活化法所需的外界能量大，利用過渡金屬離子做催化劑，降解污染物的效果很好，但是部分金屬離子會對環境造成二次污染，同時金屬離子(Fe²⁺)與過氧乙酸反應生成(SO^-₄·)的效率雖然較快，但反而降低了(SO^-₄·)的利用率，催化劑使用壽命短，利用率較低，處理成本高，時間長，不利于偶氮染料的持久、高效和快速去除。

碳納米管(CNT)作為一種新型碳質材料擁有更優異的性能，它是具有一維管狀結構的中空管，由單層或多層石墨片層卷曲而成，直徑為納米級，長度約為幾十納米到數毫米。CNT因具有比表面積大、熱穩定性高、獨特管腔和吸附特性以及特有的電學特性等性質，已作為新型催化材料引起了人們的極大興趣，取得了廣泛的應用。

Cl^-對碳納米管/過一硫酸鹽體系降解金橙G的影響(張黎明等，《中國環境科學》，2016，36(12)：3591-3600)提供了一種采用碳納米管(CNT)活化過一硫酸鹽(PMS)的方法，結果表明PMS濃度為1.6mmol/L、反應溫度為25℃時、OG初始濃度為0.8mmol/L、Cl^-濃度為50mmol/L和pH＝7的條件下，25min內OG脫色率可達到100％，反應體系的活化能為88.45kJ/mol。但是該方法需要加入Cl^-離子，消毒后副產物較多，水體呈酸性需后續處理，且操作方法較為復雜，成本較高。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本申請提供了一種碳納米管活化過氧乙酸降解廢水中污染物的方法。本方法可快速、高效、持久地去除水中的污染物，碳納米管可重復利用，反應條件溫和，可大大縮短處理時間，降低工藝成木。

本發明的技術方案如下：

一種碳納米管活化過氧乙酸降解廢水中污染物的方法，具體如下：

向含污染物的廢水中加入過氧乙酸和碳納米管攪拌均勻，初始pH為中性條件進行反應，所述過氧乙酸的投加量為0.02g/L，所述碳納米管的投加量為0.1g/L。