專(zhuān)利名稱(chēng)：可見(jiàn)光催化下過(guò)硫酸鹽強(qiáng)化鐵酸鈷的有機(jī)污染物去除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)污染物去除方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著工業(yè)高速發(fā)展，我國(guó)水環(huán)境受到有機(jī)物不同程度污染，其中地表河流、地下水體及土壤受到的污染尤為嚴(yán)重。據(jù)報(bào)道，我國(guó)90%的城市地下水遭受到了不同程度的有機(jī)和無(wú)機(jī)有害有毒污染物的污染，因此非常有必要對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行去除。而常規(guī)的處理工藝對(duì)苯酚和苯甲酸的去除效果不盡如人意。經(jīng)過(guò)科學(xué)家多年努力，逐漸開(kāi)發(fā)出了很多降解水體中有機(jī)污染物的方法，主要有生物降解法、物理吸附法、化學(xué)沉淀法、化學(xué)還原法及聞級(jí)氧化法。其中，聞級(jí)氧化法由于其能廣生聞氧化活性的各類(lèi)自由基，能提聞?dòng)袡C(jī)污染物的可生物降解性或?qū)⑵鋸氐椎V化，具有修復(fù)速度快、修復(fù)效果好的特點(diǎn)而受到廣泛運(yùn)用。鈷鐵酸鹽作為ー種常用的復(fù)合氧化物已有許多研究者將其應(yīng)用于可見(jiàn)光催化分解水 反應(yīng)，但其污染物降解效率較低(苯甲酸剰余率大于75%)，通常僅用于較易脫色的染料廢水處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的有機(jī)污染物去除方法中降解效率較低的問(wèn)題，而提出可見(jiàn)光催化下過(guò)硫酸鹽強(qiáng)化鐵酸鈷的有機(jī)污染物去除方法。本發(fā)明中的可見(jiàn)光催化下過(guò)硫酸鹽強(qiáng)化鐵酸鈷的有機(jī)污染物去除方法按以下歩驟進(jìn)行一、取有機(jī)物污染水樣進(jìn)行有機(jī)污染物含量分析，其中有機(jī)污染物為苯酚、苯甲酸或二者按任意摩爾比的混合物；ニ、將有機(jī)物污染水注入到水池中，按池水中有機(jī)污染物、鐵酸鈷和過(guò)硫酸鹽的摩爾比為(8 12 ) : I: (22^28 )的比例分別稱(chēng)取鐵酸鈷和過(guò)硫酸鹽，其中過(guò)硫酸鹽為過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸銨或三者按任意摩爾比的混合物；三、將步驟ニ中稱(chēng)取的鐵酸鈷和過(guò)硫酸鹽投加到水池中并充分?jǐn)嚢?，保持池水溫度?0°C 25°C和pH值為3 8的條件下，用可見(jiàn)光連續(xù)照射池水4tT6h后，用永磁鐵對(duì)鐵酸鈷回收3飛次，就完成了有機(jī)物污染水中有機(jī)污染物的去除。本發(fā)明的機(jī)理是傳統(tǒng)的可見(jiàn)光催化鐵酸鈷僅產(chǎn)生羥基自由基來(lái)去除有機(jī)物污染，因而羥基自由基濃度較低，主要用于處理較易褪色的染料廢水，而在可見(jiàn)光照射下過(guò)硫酸鹽與鐵酸鈷可產(chǎn)生羥基自由基及過(guò)硫酸根自由基而且兩者可以相互轉(zhuǎn)化，大大提高了活性自由基的濃度，兩種活性自由基共同促進(jìn)目標(biāo)污染物的降解。本發(fā)明的有益效果如下I、可見(jiàn)光照射下過(guò)硫酸鹽與鐵酸鈷可產(chǎn)生羥基自由基及過(guò)硫酸根自由基而且兩者可以相互轉(zhuǎn)化，大大提高了活性自由基的濃度，提高了有機(jī)污染物的降解效率。2、由于鐵酸鈷本身具有磁性，可用永磁鐵對(duì)鐵酸鈷回收反復(fù)使用,節(jié)約成本。
3、本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，能耗小，不用進(jìn)行曝氣、紫外輻照、微波輻照、超聲空化、外力ロ電磁場(chǎng)和加熱。


圖I是實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)ニ和實(shí)驗(yàn)三中苯甲酸的剰余率隨反應(yīng)時(shí)間的變化曲線，其中一·一表示過(guò)硫酸鉀單獨(dú)氧化時(shí)苯甲酸的剰余率隨反應(yīng)時(shí)間的變化曲線，一▲一表示鐵酸鈷在可見(jiàn)光催化下苯甲酸的剰余率隨反應(yīng)時(shí)間的變化曲線，一·一表示可見(jiàn)光催化下過(guò)硫酸鉀強(qiáng)化鐵酸鈷條件下苯甲酸的剰余率隨反應(yīng)時(shí)間的變化曲線。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式中的可見(jiàn)光催化下過(guò)硫酸鹽強(qiáng)化鐵酸鈷的有機(jī)污染物去除方法是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的一、取有機(jī)物污染水樣進(jìn)行有機(jī)污染物含量分析，其中有機(jī)污染物為苯酚、苯甲酸或二者按任意摩爾比的混合物；ニ、將有機(jī)物污染水注入到水池中，按池水中有機(jī)污染物、鐵酸鈷和過(guò)硫酸鹽的摩爾比為(8 12 ) : I: (22^28 )的比例分別稱(chēng)取鐵酸鈷和過(guò)硫酸鹽，其中過(guò)硫酸鹽為過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸銨或三者按任意摩爾比的混合物；三、將步驟ニ中稱(chēng)取的鐵酸鈷和過(guò)硫酸鹽投加到水池中并充分?jǐn)嚢?，保持池水溫度?0°C 25°C和pH值為3 8的條件下，用可見(jiàn)光連續(xù)照射池水4tT6h后，用永磁鐵對(duì)鐵酸鈷回收3飛次，就完成了有機(jī)物污染水中有機(jī)污染物的去除。本發(fā)明的機(jī)理是傳統(tǒng)的可見(jiàn)光催化鐵酸鈷僅產(chǎn)生羥基自由基來(lái)去除有機(jī)物污染，因而羥基自由基濃度較低，主要用于處理較易褪色的染料廢水，而在可見(jiàn)光照射下過(guò)硫酸鹽與鐵酸鈷可產(chǎn)生羥基自由基及過(guò)硫酸根自由基而且兩者可以相互轉(zhuǎn)化，大大提高了活性自由基的濃度，兩種活性自由基共同促進(jìn)目標(biāo)污染物的降解。本發(fā)明的有益效果如下I、可見(jiàn)光照射下過(guò)硫酸鹽與鐵酸鈷可產(chǎn)生羥基自由基及過(guò)硫酸根自由基而且兩者可以相互轉(zhuǎn)化，大大提高了活性自由基的濃度，提高了有機(jī)污染物的降解效率。2、由于鐵酸鈷本身具有磁性，可用永磁鐵對(duì)鐵酸鈷回收反復(fù)使用，節(jié)約成本。3、本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，能耗小，不用進(jìn)行曝氣、紫外輻照、微波輻照、超聲空化、外力ロ電磁場(chǎng)和加熱。
具體實(shí)施方式
ニ 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟ニ中按有機(jī)污染物、鐵酸鈷和過(guò)硫酸鹽的摩爾比為(9 11) : I: (2Γ26 )的比例分別稱(chēng)取鐵酸鈷和過(guò)硫酸鹽。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟ニ中按有機(jī)污染物、鐵酸鈷和過(guò)硫酸鹽的摩爾比為10:1:25的比例分別稱(chēng)取鐵酸鈷和過(guò)硫酸鹽。其它步驟 及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是步驟三中池水溫度為21°C 24°C。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是步驟三中池水溫度為23°C。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是步驟三中池水PH值為Γ7。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至五之一相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是步驟三中池水PH值為6。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至五之一相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至七之一不同的是步驟三中用可見(jiàn)光連續(xù)照射池水4. 5tT5. 5h。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至七之一相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至七之一不同的是步驟三中用可見(jiàn)光連續(xù)照射池水5h。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至七之一相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至九之一不同的是步驟三中用永磁鐵對(duì)鐵酸鈷回收4次。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至九之一相同。為了驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)ー可見(jiàn)光催化下過(guò)硫酸鹽強(qiáng)化鐵酸鈷的有機(jī)污染物去除方法按以下步驟進(jìn)行一、取有機(jī)物污染水樣進(jìn)行有機(jī)污染物含量分析，其中有機(jī)污染物為苯甲酸，經(jīng)檢測(cè)苯甲酸為24. 4mg/Loニ、將有機(jī)物污染水注入到水池中，其中有機(jī)物污染水的體積為16m3，結(jié)合已測(cè)得的有機(jī)物污染水的苯甲酸含量值，得出苯甲酸的摩爾數(shù)為3. 2mol，按苯甲酸、鐵酸鈷和過(guò)硫酸鉀的摩爾比為10:1:25的比例分別稱(chēng)取O. 32mol的鐵酸鈷和8mol的過(guò)硫酸鉀。三、將步驟ニ中稱(chēng)取的O. 32mol的鐵酸鈷和8mol的過(guò)硫酸鉀投加到水池中并充分?jǐn)嚢瑁３殖厮疁囟葹?2°C 24°C和pH值為7的條件下，用可見(jiàn)光連續(xù)照射池水4h后，用永磁鐵對(duì)鐵酸鈷回收5次，就完成了有機(jī)物污染水中苯甲酸的去除。圖I中一·一表示可見(jiàn)光催化下過(guò)硫酸鹽強(qiáng)化鐵酸鈷條件下苯甲酸的剰余率隨反應(yīng)時(shí)間的變化曲線。實(shí)驗(yàn)ニ 可見(jiàn)光催化鐵酸鈷的有機(jī)污染物去除方法按以下步驟進(jìn)行一、取有機(jī)物污染水樣進(jìn)行有機(jī)污染物含量分析，其中有機(jī)污染物為苯甲酸，經(jīng)檢測(cè)苯甲酸為24. 4mg/Loニ、將有機(jī)物污染水注入到水池中，其中有機(jī)物污染水的體積為16m3，結(jié)合已測(cè)得的有機(jī)物污染水的苯甲酸含量值，得出苯甲酸的摩爾數(shù)為3. 2mol，按有苯甲酸和鐵酸鈷的摩爾比為10:1的比例稱(chēng)取O. 32mol的鐵酸鈷。三、將步驟ニ中稱(chēng)取的O. 32mol的鐵酸鈷投加到水池中并充分?jǐn)嚢?，保持池水溫度?2°C 24°C和pH值為7的條件下，用可見(jiàn)光連續(xù)照射池水4h后，用永磁鐵對(duì)鐵酸鈷回收5次，就完成了有機(jī)物污染水中苯甲酸的去除。圖I中一▲一表示鐵酸鈷在可見(jiàn)光催化下苯甲酸的剰余率隨反應(yīng)時(shí)間的變化曲線。實(shí)驗(yàn)三単獨(dú)使用過(guò)硫酸鹽的有機(jī)污染物去除方法按以下步驟進(jìn)行一、取有機(jī)物污染水樣進(jìn)行有機(jī)污染物含量分析，其中有機(jī)污染物為苯甲酸，經(jīng)檢測(cè)苯甲酸為24. 4mg/Loニ、將有機(jī)物污染水注入到水池中，其中有機(jī)物污染水的體積為16m3，結(jié)合已測(cè)得的有機(jī)物污染水的苯甲酸含量值，得出苯甲酸的摩爾數(shù)為3. 2mol，按有苯甲酸和過(guò)硫酸鉀的摩爾比10:25的比例稱(chēng)取8mol的過(guò)硫酸鉀。三、將步驟ニ中稱(chēng)取的Smol的過(guò)硫酸鉀投加到水池中并充分?jǐn)嚢?，保持池水溫度?2°C 24°C和pH值為7的條件下，用可見(jiàn)光連續(xù)照射池水4h后，用永磁鐵對(duì)鐵酸鈷回收5次，就完成了有機(jī)物污染水中苯甲酸的去除。圖I中一·一表示過(guò)硫酸鉀單獨(dú)氧化時(shí)苯甲酸的剰余率隨反應(yīng)時(shí)間的變化曲線。經(jīng)對(duì)比圖I三條曲線可知，単獨(dú)使用過(guò)硫酸鉀去除苯甲酸吋，效果不好，苯甲酸的剰余率隨時(shí)間變化不大，始終在90%以上；光催化鐵酸鈷去除苯甲酸時(shí)，效果稍好，苯甲酸的剰余率隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)有一定程度的降低，最佳苯甲酸的剰余率仍大于75% ;光催化 下過(guò)硫酸鉀強(qiáng)化鐵酸鈷去除苯甲酸時(shí)，效果明顯，苯甲酸的剰余率隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)有很大程度的降低，最佳苯甲酸的剰余可達(dá)30%，達(dá)到了本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.可見(jiàn)光催化下過(guò)硫酸鹽強(qiáng)化鐵酸鈷的有機(jī)污染物去除方法，其特征在于它是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的一、取有機(jī)物污染水樣進(jìn)行有機(jī)污染物含量分析，其中有機(jī)污染物為苯酚、苯甲酸或二者按任意摩爾比的混合物；二、將有機(jī)物污染水注入到水池中，按池水中有機(jī)污染物、鐵酸鈷和過(guò)硫酸鹽的摩爾比為(8 12) : I: (22 28)的比例分別稱(chēng)取鐵酸鈷和過(guò)硫酸鹽，其中過(guò)硫酸鹽為過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸銨或三者按任意摩爾比的混合物；三、將步驟二中稱(chēng)取的鐵酸鈷和過(guò)硫酸鹽投加到水池中并充分?jǐn)嚢?，保持池水溫度?200C 25°C和pH值為3 8的條件下，用可見(jiàn)光連續(xù)照射池水4tT6h后，用永磁鐵對(duì)鐵酸鈷回收3飛次，就完成了有機(jī)物污染水中有機(jī)污染物的去除。
2.如權(quán)利要求I所述的可見(jiàn)光催化下過(guò)硫酸鹽強(qiáng)化鐵酸鈷的有機(jī)污染物去除方法，其特征在于步驟二中按有機(jī)污染物、鐵酸鈷和過(guò)硫酸鹽的摩爾比為(9 11) :1: (2Γ26)的比例分別稱(chēng)取鐵酸鈷和過(guò)硫酸鹽。
3.如權(quán)利要求I所述的可見(jiàn)光催化下過(guò)硫酸鹽強(qiáng)化鐵酸鈷的有機(jī)污染物去除方法，其特征在于步驟二中按有機(jī)污染物、鐵酸鈷和過(guò)硫酸鹽的摩爾比為10:1:25的比例分別稱(chēng)取鐵酸鈷和過(guò)硫酸鹽。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的可見(jiàn)光催化下過(guò)硫酸鹽強(qiáng)化鐵酸鈷的有機(jī)污染物去除方法，其特征在于步驟三中池水溫度為21 °C 24°C。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的可見(jiàn)光催化下過(guò)硫酸鹽強(qiáng)化鐵酸鈷的有機(jī)污染物去除方法，其特征在于步驟三中池水溫度為23°C。
6.如權(quán)利要求4所述的可見(jiàn)光催化下過(guò)硫酸鹽強(qiáng)化鐵酸鈷的有機(jī)污染物去除方法，其特征在于步驟三中池水pH值為4 7。
7.如權(quán)利要求4所述的可見(jiàn)光催化下過(guò)硫酸鹽強(qiáng)化鐵酸鈷的有機(jī)污染物去除方法，其特征在于步驟三中池水pH值為6。
8.如權(quán)利要求6所述的可見(jiàn)光催化下過(guò)硫酸鹽強(qiáng)化鐵酸鈷的有機(jī)污染物去除方法，其特征在于步驟三中用可見(jiàn)光連續(xù)照射池水4. 5tT5. 5h。
9.如權(quán)利要求6所述的可見(jiàn)光催化下過(guò)硫酸鹽強(qiáng)化鐵酸鈷的有機(jī)污染物去除方法，其特征在于步驟三中用可見(jiàn)光連續(xù)照射池水5h。
10.如權(quán)利要求8所述的可見(jiàn)光催化下過(guò)硫酸鹽強(qiáng)化鐵酸鈷的有機(jī)污染物去除方法， 其特征在于步驟三中用永磁鐵對(duì)鐵酸鈷回收4次。
全文摘要
可見(jiàn)光催化下過(guò)硫酸鹽強(qiáng)化鐵酸鈷的有機(jī)污染物去除方法，它涉及有機(jī)污染物去除方法，本發(fā)明要解決現(xiàn)有的有機(jī)污染物去除方法中降解效率較低的問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)如下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)一、取有機(jī)物污染水樣進(jìn)行有機(jī)污染物含量分析；二、將有機(jī)物污染水注入到水池中，按池水中有機(jī)污染物、鐵酸鈷和過(guò)硫酸鹽的摩爾比為(8~12):1:(22~28)的比例分別稱(chēng)取鐵酸鈷和過(guò)硫酸鹽；三、將步驟二中稱(chēng)取的鐵酸鈷和過(guò)硫酸鹽投加到水池中并充分?jǐn)嚢瑁梢?jiàn)光催化下過(guò)硫酸鹽強(qiáng)化鐵酸鈷對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行去除。本發(fā)明適用于工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢水處理及地下水修復(fù)等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C02F101/34GK102701313SQ20121020421
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者沈吉敏, 潘超, 鄒景, 陳忠林 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)