[發(fā)明專利]一種電離輻照降解水中有機(jī)污染物的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911145279.1
• 申請(qǐng)日: 2019-11-21
• 公開（公告）號(hào): CN111115745B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建龍;初里冰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/30
• 分類號(hào): C02F1/30;G21H5/00;C02F101/30;C02F103/34
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種強(qiáng)化電離輻照去除水中難降解有機(jī)污染物的方法，包括：將含有機(jī)污染物的廢水與一定量的MOF或其衍生材料混合均勻后，進(jìn)行電離輻照處理。所述方法輻照效率高，可以在常溫進(jìn)行，MOF材料可重復(fù)使用，可應(yīng)用城鎮(zhèn)污水廠出水以及制藥廢水、染料廢水等難降解工業(yè)廢水的處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種強(qiáng)化電離輻照去除水中難降解有機(jī)污染物的方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，以藥品及個(gè)人護(hù)理品(PPCPs)、農(nóng)藥以及工業(yè)化學(xué)品為代表的新興有機(jī)污染物在水體中的殘留和污染問(wèn)題引起世界各國(guó)的普遍關(guān)注。這些物質(zhì)在極低濃度下就會(huì)引起“三致”等毒性作用、微生物耐藥性、生殖系統(tǒng)紊亂等，給水體環(huán)境和人類健康造成潛在危害。PPCPs等難降解有機(jī)污染物毒性大、濃度低，采用常規(guī)的方法難以有效去除。本領(lǐng)域仍需要一種有效去除水中難降解有機(jī)污染物的改進(jìn)的方法。

電離輻照技術(shù)是應(yīng)用γ射線或電子加速器產(chǎn)生的電子束對(duì)污染物進(jìn)行處理的獨(dú)特的高級(jí)氧化技術(shù)。其降解污染物可通過(guò)高能射線與污染物的直接作用，以及激發(fā)水分子產(chǎn)生·OH等活性粒子與污染物反應(yīng)的間接作用，通常情況下以間接作用為主。研究表明，包括抗生素等藥物、雌激素等內(nèi)分泌干擾物、氯酚類農(nóng)藥以及染料等毒性有機(jī)污染物均可被電離輻照技術(shù)有效去除(一種利用電離輻射技術(shù)去除水中磺胺類抗生素的方法，專利文獻(xiàn)1)。但礦化有機(jī)污染物需要的輻照吸收劑量較高，影響其經(jīng)濟(jì)性應(yīng)用。而且，這些新興有機(jī)污染物在水體濃度通常較低，當(dāng)處理實(shí)際水體時(shí)，水中大量存在的溶解性有機(jī)物(DOM)以及CO₃^2-、NO₃^-等陰離子，與有機(jī)污染物競(jìng)爭(zhēng)輻照產(chǎn)生的自由基，顯著影響電離輻照對(duì)有機(jī)污染物的去除速率和礦化率，其去除效果明顯低于純水體系，需進(jìn)一步開發(fā)高效的電離輻照協(xié)同強(qiáng)化技術(shù)。金屬催化氧化是其中極具潛力的方法之一。通過(guò)多價(jià)態(tài)金屬?gòu)?qiáng)化電子轉(zhuǎn)移，促進(jìn)·OH等活性自由基的產(chǎn)生，提高有機(jī)污染物的分解礦化效率；而且，將水體中微量的有機(jī)污染物吸附、濃縮到金屬催化劑上再氧化降解，有望減小DOM等物質(zhì)的影響，亟待開發(fā)一種高活性、高比表面積多價(jià)態(tài)金屬催化材料，兼具良好的穩(wěn)定性和重復(fù)利用性。

金屬有機(jī)骨架(Metal-organic framework，MOF)是近20年來(lái)發(fā)展起來(lái)的以無(wú)機(jī)金屬離子為中心、有機(jī)物為配體自組裝形成的晶態(tài)介孔材料，具有較高的比表面積和孔隙率以及多金屬活性位點(diǎn)。MOF材料可作為非均相類Fenton反應(yīng)(負(fù)載型鐵基金屬有機(jī)骨架異相Fenton催化劑的制備方法及其應(yīng)用，專利文獻(xiàn)2)和光催化反應(yīng)(利用缺陷型金屬有機(jī)骨架光催化劑光催化降解有機(jī)污染物的方法，專利文獻(xiàn)3)的催化劑，降解水中的有機(jī)污染物。另外，以MOF材料為前驅(qū)體/載體，引入Fe、Mn、Fe₃O₄、Co₃O₄、氧化石墨烯等進(jìn)行功能化組裝，以及進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜?煅燒處理，生成MOF衍生材料，可顯著提高其催化活性。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：CN103482733A

專利文獻(xiàn)2：CN103934034A

專利文獻(xiàn)3：CN 109647525A

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明的目的是降低輻照處理時(shí)水體中溶解性有機(jī)物等物質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)影響，實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物的高效降解和礦化。

用于解決技術(shù)問(wèn)題的方法

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種電離輻照降解水中有機(jī)污染物的方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，提供一種電離輻照降解水中有機(jī)污染物的方法，其中，用金屬有機(jī)骨架(MOF)或其衍生材料強(qiáng)化電離輻照降解水中有機(jī)污染物。