[發(fā)明專利]一種新型壓電效應(yīng)活化類芬頓反應(yīng)去除有機污染物的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010115349.5
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111362391A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱明山;蘭申玉;喻川;陸鋼
• 申請（專利權(quán)）人: 暨南大學(xué)
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;B01J27/051;B01J37/10;C02F101/30
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 桂婷

本發(fā)明屬于環(huán)境污染治理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種新型壓電效應(yīng)活化類芬頓反應(yīng)去除有機污染物的方法。具體步驟如下：將含有機污染物的溶液、過硫酸鹽與奇數(shù)層二硫化鉬混合均勻，再在機械力的作用下對有機物進行降解。本發(fā)明通過水熱法制得的二硫化鉬，其奇數(shù)層具有顯著的壓電效應(yīng)，該催化劑在攪拌作用下活化PMS產(chǎn)生羥基自由基和硫酸根自由基降解有機污染物，對環(huán)境友好，不會產(chǎn)生二次污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境污染治理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種新型壓電效應(yīng)活化類芬頓反應(yīng)去除有機污染物的方法。

背景技術(shù)

高級氧化技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于環(huán)境治理和修復(fù)中，相較于其他技術(shù)，高級氧化技術(shù)具有更好的處理效果，能夠處理一些其他技術(shù)處理不了的污染物。類芬頓氧化技術(shù)作為高級氧化技術(shù)的一個大類，它不僅具有高級氧化技術(shù)的優(yōu)點，同時還彌補了高級氧化技術(shù)中芬頓氧化反應(yīng)條件苛刻的缺陷，并且改善了芬頓氧化反應(yīng)產(chǎn)生大量鐵泥的現(xiàn)象，也不會對環(huán)境造成二次污染。由于類芬頓反應(yīng)具有以上優(yōu)點，將類芬頓氧化技術(shù)應(yīng)用于難降解廢水的處理在業(yè)界也越來越受歡迎。

過硫酸鹽是類芬頓氧化反應(yīng)中最常用一種氧化劑，其在有效活化后能夠產(chǎn)生氧化還原電位較高的羥基自由基(E₀＝2.8eV)和硫酸根自由基(E₀＝2.5-3.1eV)。因此，需要對過硫酸鹽進行有效活化。目前的活化方式存在一定的缺陷，比如，金屬活化過硫酸鹽無法反復(fù)利用，同時容易造成二次污染；加熱法活化過硫酸鹽耗費的能量較高，增加了處理成本；紫外活化法局限在于僅能在紫外光下才能活化，在可見光下活化效率非常低，對光的利用效率低下；強堿活化過硫酸鹽也是一種有效的方式，但是強堿在環(huán)境中的也使用容易引起二次污染，增加了處理成本和和處理風(fēng)險。因此，急需找到一種經(jīng)濟有效的過硫酸鹽的活化方式。

具有奇數(shù)層的二維層狀的二硫化鉬是一種常見的壓電催化材料，當(dāng)其為奇數(shù)層時具備壓電性能，通過對其施加機械應(yīng)力(例如超聲、攪拌、風(fēng)力、水流、摩擦和擠壓等)使得奇數(shù)層二硫化鉬內(nèi)部發(fā)生極化，產(chǎn)生電子和空穴。本發(fā)明針對奇數(shù)層二硫化鉬的壓電特性，將其極化后產(chǎn)生電子和空穴應(yīng)用于過硫酸鹽的活化中，再通過產(chǎn)生電子和空穴來直接或者間接的降解污染物，以此提高污染物的降解效率。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有過硫酸鹽活化技術(shù)的缺點與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種新型壓電效應(yīng)活化類芬頓反應(yīng)去除有機污染物的方法。

本發(fā)明的目的通過下述方案實現(xiàn)：

一種新型壓電效應(yīng)活化類芬頓反應(yīng)去除有機污染物的方法，具體步驟如下：將含有機污染物的溶液、過硫酸鹽與奇數(shù)層二硫化鉬混合均勻得到混合溶液，再在機械力的作用下對混合溶液中的有機物進行降解。

所述二硫化鉬的層數(shù)優(yōu)選為1、3、5、7、9。

所述壓電效應(yīng)在機械力(例如超聲、攪拌、風(fēng)力、水流、摩擦和擠壓等)的作用下產(chǎn)生；優(yōu)選地，具體為將所述奇數(shù)層二硫化鉬在溶液中進行攪拌；

優(yōu)選地，所述的過硫酸鹽為過硫酸氫鉀(簡稱PMS，化學(xué)式為KHSO₅)。

所述混合溶液中過硫酸鹽和有機污染物的質(zhì)量濃度比為20～50：1；優(yōu)選為25：1。

所述混合溶液中奇數(shù)層二硫化鉬與有機污染物的質(zhì)量濃度比為20～50：1；優(yōu)選為25：1。

優(yōu)選地，所述新型壓電效應(yīng)活化類芬頓反應(yīng)去除有機污染物的方法具體步驟如下：在含有機污染物的溶液中加入PMS和奇數(shù)層二硫化鉬得到混合溶液，再對混合溶液進行攪拌產(chǎn)生水流機械作用，降解污染物。

其中水流機械力帶動奇數(shù)層二硫化鉬產(chǎn)生壓電催化及其壓電作用對PMS的活化作用，共同降解污染物。