[發明專利]一種通過FeOOH@COFs除去有色金屬冶煉廢水中砷的方法

有效

• 申請號: 202110371432.3
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113000027B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 祁先進;段孝旭;王華;楊妮娜
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/72;C02F101/10;C02F103/16
• 代理公司: 天津煜博知識產權代理事務所(普通合伙) 12246
• 代理人: 朱維

本發明涉及一種通過FeOOH@COFs除去有色金屬冶煉廢水中砷的方法，屬于廢水處理技術領域。本發明通過合成FeOOH@COFs，FeOOH穩定在COFs基底的表面，COFs為砷的捕獲提供更多的表面吸附位點，FeOOH增強砷的捕獲，利用FeOOH@COFs除去有色金屬冶煉廢水中的砷，不僅能夠大大減少化學除砷產生的固廢，而且除砷效率高，適用范圍廣泛，具有較廣闊的市場前景。

技術領域

本發明涉及一種通過FeOOH@COFs除去有色金屬冶煉廢水中砷的方法，屬于廢水處理技術領域。

背景技術

污酸是在有色金屬冶煉的制酸工藝流程中，經電收塵后的熔爐、轉爐煙氣，經過洗滌，產生酸性廢水，污酸含有高濃度的砷還有其他重金屬離子，屬于危險廢棄物，需經處理符合要求后才可以排放或儲存。

現有的除砷技術主要包括化學法、吸附、膜分離、生物法。化學法主要適用于高濃度的含砷廢水處理，主要技術包括硫化法、石灰/鐵鹽法，處理后的濾液中砷的濃度可以降至10mg/L或更低。這個濃度仍然不符合國家有關標準，可是如此低的濃度繼續使用化學法已經難以產生效果。吸附技術主要發現新的吸附劑，具有可觀吸附容量的吸附劑成為限制這一技術的關鍵。大部分吸附劑的吸附容量較低，且不具有普適性，在偏堿性或偏酸性的環境中會大大削弱其吸附能力。并且附著在吸附劑上的砷不穩定，環境條件下易脫落。膜分離技術制作分離膜的過程復雜，成本高，適合小規模水體除砷。生物法，通過培養微生物除砷，周期長，過程操作復雜且充滿不穩定性。

發明內容

本發明針對現有技術中含砷廢水的深度處理問題，提供一種通過FeOOH@COFs除去有色金屬冶煉廢水中砷的方法，本發明采用FeOOH合成FeOOH@COFs，具有較大的表面積與體積比，并具有極高的反應活性，FeOOH穩定在COFs固體基底的表面，COFs固體基底由于其大表面積、高孔隙率和組織良好的通道結構，可為砷的捕獲提供更多表面吸附位點，FeOOH增強捕獲過程砷的捕獲，利用FeOOH@COFs除去有色金屬冶煉廢水中的砷，為綠色、低成本、操作簡單的深度除砷方法。

一種通過FeOOH@COFs除去有色金屬冶煉廢水中砷的方法，其特征在于，具體步驟如下：

(1)將1,4-二氧六環和均三甲苯混合均勻得到有機混合液A；

(2)將1,3,5-三氨基苯和對苯二甲醛加入到步驟(1)的有機混合液A中，超聲處理得到混合溶液B；

(3)在超聲條件下，將乙酸加入到步驟(2)混合溶液B中，攪拌5min，然后真空條件下冷凍處理3次以上，真空干燥，研磨后經甲醇浸泡12～16h，再采用甲醇離心洗滌3次以上，真空干燥即得COFs；

(4)依次將步驟(3)的COFs和FeOOH加入到去離子水中，攪拌反應24-28h，固液分離，固體經去離子水洗滌，干燥即得FeOOH@COFs；

(5)將步驟(4)FeOOH@COFs加入到有色金屬冶煉廢水中，再加入H₂O₂，室溫條件下反應30～60min，固液分離即得除As廢水；

所述步驟(1)1,4-二氧六環和均三甲苯的體積比為1～4:1；

所述步驟(2)1,3,5-三氨基苯和對苯二甲醛的摩爾比為1:1.5～3，混合溶液B中1,3,5-三氨基苯的摩爾濃度為0.0375～0.040mol/L；

所述步驟(3)乙酸的濃度為6～8mol/L，乙酸與混合溶液B的體積比為8～12:1；

所述步驟(4)COFs和FeOOH的質量比為1:1～1.5；

所述步驟(5)有色金屬冶煉廢水中砷的濃度為200～230mg/L，H₂O₂的加入量為有色金屬冶煉廢水體積的30％～35％，有色金屬冶煉廢水與FeOOH@COFs的液固比L:g為1:3～5。