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多相类芬顿体系处理有机废水方法

摘要

本发明公开了一种多相类芬顿体系处理有机废水的方法,它将纳米结构的铋铁氧多晶复合物加入到有机废水中,加酸调节至弱酸状态,于黑暗条件下吸附平衡,随后加入双氧水,于黑暗条件下进行多相类芬顿催化反应;反应结束后,离心分离回收铋铁氧多晶复合物,得处理后的废水。本发明制得的磁性铋铁氧多晶复合物具备纳米晶自组装规则团簇结构,相比纳米颗粒,更易于从治理水体中分离,且具有较高的比表面积。相比酸性(pH~3)条件下方可工作的传统芬顿体系,本发明铋铁氧多晶复合物在弱酸(pH≥4.5)水体便可有效激活双氧水分子释放大量羟基自由基用于有机废水治理,对有机污染物具有很好的降解效果。本发明可有效降低成本,避免因强酸体系造成二次污染。

权利要求书

1.一种多相类芬顿体系处理有机废水的方法,其特征在于将纳米结构的铋铁氧多晶复合物加入到有机废水中,加酸调节pH至弱酸状态后,于黑暗条件下吸附平衡,随后加入双氧水,于黑暗条件下进行类芬顿催化反应;反应结束后,离心分离回收铋铁氧多晶复合物,即得处理后的废水。

2.如权利要求1所述的一种多相类芬顿体系处理有机废水的方法,其特征在于所述铋铁氧多晶复合物的制备方法包括以下步骤:

1)将铋盐、铁盐和柠檬酸按照1 : 1~3 : 5~8的摩尔比溶于浓度为1~3M的HNO3水溶液中,搅拌使混合液中的柠檬酸和Bi/Fe离子之间相互作用形成三核Bi/Fe-柠檬酸盐络合物;其中铁盐在所述HNO3水溶液中的添加浓度为0.5~2g/mL;

2)在剧烈搅拌下将浓度为10~15M的NaOH水溶液加入到步骤1)所得混合液中,使混合液中的三核Bi/Fe-柠檬酸盐络合物转化为具有丰富柠檬酸盐表面活性的Bi/Fe复合氢氧化物;其中所述NaOH水溶液与步骤1)中HNO3水溶液的体积比为15~20 : 1;

3)将步骤2)所得含Bi/Fe复合氢氧化物的混合液转移至聚四氟乙烯容器中,于80-110℃温度下搅拌反应10-15小时,使Bi/Fe复合氢氧化物进行低温脱水生成具有铋铁氧体的固体沉淀;反应结束后冷却至室温,离心分离出铋铁氧体沉淀,所得铋铁氧体沉淀用去离子水洗涤后进行收集;

4)将步骤3)所得铋铁氧体加入到助溶剂中超声分散形成悬浮液,然后在搅拌作用下加入柠檬酸对悬浮液中的铋铁氧体悬浮物进行表面改性,以促进其分散;然后加入尿素搅拌80~150分钟后,将悬浮液转移至水热釜中,再将水热釜置于烘箱中并于180~230℃温度下水热反应40~80分钟;反应结束后冷却至室温,过滤,滤渣经去离子水和乙醇洗涤后,干燥,然后在空气气氛且200~300℃温度下煅烧0.5~3小时,即制得所述的铋铁氧多晶复合物。

3.如权利要求2所述的一种多相类芬顿体系处理有机的方法,其特征在于步骤1)中,铋盐为五水硝酸铋,铁盐为九水硝酸铁。

4.如权利要求2所述的一种多相类芬顿体系处理有机废水的方法,其特征在于步骤4)中,所述助溶剂为甲醇/水体积比为1 : 0.5~2的共溶剂。

5.如权利要求2所述的一种多相类芬顿体系处理有机废水的方法,其特征在于步骤4)中的柠檬酸、尿素与步骤1)中铋盐的投料质量比为0.4~0.8 : 3~5 : 0.8~2。

6.如权利要求1所述的一种多相类芬顿体系处理有机废水的方法,其特征在于加酸调节pH的具体过程为:加入浓度为0.1~0.4mM的H2SO4溶液调节有机废水的pH值为4.5~6.5。

7.如权利要求1所述的一种多相类芬顿体系处理有机废水的方法,其特征在于离心分离的转速为6000~10000rpm。

8.如权利要求1所述的一种多相类芬顿体系处理有机废水的方法,其特征在于所述有机废水中的有机污染物为磺胺甲恶唑、嘧菌酯、2,4-二氯酚或双酚A。