[發明專利]負載型石墨烯催化產硫酸根自由基氧化處理染料廢水方法

有效

• 申請號: 201910001915.7
• 申請日: 2019-01-02
• 公開（公告）號: CN109399781B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 崔寶臣;劉淑芝;邵禹萌;劉先軍;黃偉莉;王剛
• 申請（專利權）人: 廣東石油化工學院
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F101/30
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 曹愛華

本發明涉及的是負載型石墨烯催化產硫酸根自由基氧化處理染料廢水方法，包括：將氧化石墨烯用去離子水制成分散液，加入到帶特氟龍襯里不銹鋼釜中，將洗滌后的黃銅網也加入到帶特氟龍襯里不銹鋼釜中，加熱后水熱反應10?16h，冷卻后，取出負載有石墨烯的黃銅網，剝離除去黃銅網表層易于剝落的石墨烯后，剩余牢固、緊密附著在黃銅網表面均勻的單層或者少層石墨烯，得到負載在黃銅網上的石墨烯催化劑；將負載在黃銅網上的石墨烯催化劑置于染料廢水中，調節pH值為3?11，加入單過硫酸鉀，用量0.042?0.125 mM，常溫下用負載石墨烯催化劑的黃銅網作攪拌器攪拌，處理廢水。本發明可降低廢水處理成本，避免二次污染。

技術領域

本發明涉及處理染料廢水的方法，具體涉及負載型石墨烯催化產硫酸根自由基氧化處理染料廢水方法。

背景技術

基于硫酸根自由基(SO₄^??)的高級氧化技術(Advanced Oxidation Processes,AOPs)是近年來發展起來的一類處理難降解有機污染物的新型技術。SO4? ? 主要通過活化過硫酸鹽產生的，SO4? ?的存在壽命（半衰期為4s）較? OH長（一般低于1μs），標準氧化還原電位（2.5-3.1V）與?OH相近（2.8V），氧化劑過硫酸鹽的溶解性好且不易揮發，在中性或堿性條件下表現出比^?OH更高的活性。相對于其它傳統水處理技術，基于SO₄^??的高級氧化技術具有高效、快速、徹底且反應條件溫和等優點，作為一種新型高級氧化技術被廣泛運用于包括除草劑、殺蟲劑、環境內分泌干擾物、偶氮染料、酚類物質等多種有機污染物的高效去除的環境污染修復與治理領域。

常溫下過硫酸鹽自身的氧化能力有限，不能顯著氧化降解有機污染物，需經過輻射分解、紫外光解、高溫熱解以及過渡金屬離子催化等作用活化過硫酸根，產生氧化能力更高的SO₄^??。輻射分解、紫外光解和高溫熱解活化不產生二次污染，但需要外加能量；過渡金屬離子活化方法因其反應體系簡單、反應條件溫和、能耗較低、不需外加熱源與光源，得到科研工作者的廣泛關注，但是殘存的過渡金屬離子對水產生二次污染。近年來，人們采用Fe₃O₄、CuO、Co₃O₄、MnO₂等金屬氧化物作為非均相催化劑，催化效果一般不如均相催化體系，而且需要采用后續分離工藝回收這些非均相催化劑加以利用。

發明內容

本發明的目的是提供負載型石墨烯催化產硫酸根自由基氧化處理染料廢水方法，這種負載型石墨烯催化產硫酸根自由基氧化處理染料廢水方法用于解決現有處理廢水方法或處理能力低或產生二次污染的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：這種負載型石墨烯催化產硫酸根自由基氧化處理染料廢水方法包括如下步驟：

步驟一：以石墨粉為原料，采用傳統的Hummers方法制備氧化石墨烯，將氧化石墨烯用去離子水制成分散液，并加入到帶特氟龍襯里不銹鋼釜中；清洗黃銅網，黃銅網為80-100目，將洗滌后的黃銅網加入到帶特氟龍襯里不銹鋼釜中，旋緊上蓋，加熱至140-180℃后水熱反應10-16h，自然冷卻至室溫后，取出負載有石墨烯的黃銅網，剝離除去黃銅網表層易于剝落的石墨烯后，剩余牢固、緊密附著在黃銅網表面均勻的單層或者少層石墨烯，得到負載在黃銅網上的石墨烯催化劑；

步驟二：將步驟一制備所得的負載在黃銅網上的石墨烯催化劑置于染料廢水中，調節pH值為3-11，然后加入單過硫酸鉀，用量0.042-0.125 mM，常溫下用負載石墨烯催化劑的黃銅網作攪拌器攪拌，反應結束，取水樣，然后測定吸光度；

步驟三：取出負載石墨烯催化劑的黃銅網，用去離子水沖洗后，繼續投入到新的染料廢水中循環使用。

上述方案步驟一中清洗包括四個步驟：丙酮清洗、乙醇清洗、鹽酸清洗、去離子水清洗，其中，丙酮質量分數99.5%，乙醇質量分數95%、鹽酸質量分數為5%。