本发明专利技术涉及水处理领域，公开了一种利用CoFe2O4/OMC复合材料活化过硫酸盐处理染料废水的方法。本发明专利技术的目的在于解决现有尖晶石型CoFe2O4在催化过硫酸盐过程中催化效率偏低的问题，找出一种更为高效、节能、环保的新方法。方法：一、过硫酸盐与含有机染料的水溶液混合；二、制备CoFe2O4/OMC复合材料；三、投加CoFe2O4/OMC复合材料；四、用外加磁场分离CoFe2O4/OMC复合材料，即完成一种利用CoFe2O4/OMC复合材料活化过硫酸盐处理染料废水的方法。使用该方法对典型有机染料罗丹明B的去除效果明显，去除率达到90%~95%，并且可通过外加磁场实现复合催化材料的回收再利用，节约成本。
【技术实现步骤摘要】
[00011本专利技术涉及一种利用CoFe2O4AMC复合材料活化过硫酸盐处理染料废水的方法， 属于水处理
技术介绍
不同行业(纺织、造纸、皮革、食品、染料制造等)排放的染料废水被认为是水体污 染的重要来源。据统计，全世界每年染料的总产量约1，〇〇〇，〇〇〇吨。染料废水具有色度大、盐 度高、可生化性差等特点，若直接排放到水体中会对人类和环境造成极大的危害。罗丹明B 是一种重要的水溶性氧杂蒽有机染料，纺织行业排放的废水中一半以上均含有该物质。罗 丹明B的存在会减弱水体的透光性，降低水中的溶氧量，抑制水生生物的光合作用，直接危 害水生生物的生长和生存。更为重要的是，罗丹明B是一种可疑的致癌物质，复杂的结构和 稳定的性质使其对生物处理和光降解具有相当的抵抗作用，排入水源中可能对人类饮水安 全造成严重危害。因此，亟需寻求有效的源头与过程控制方法解决水环境中罗丹明B的污染 问题。 非均相催化过硫酸盐氧化技术是具有发展潜力的难降解有机污染物氧化去除新 技术，以固体材料作为催化剂，使过硫酸盐分解产生高氧化活性的硫酸自由基(sor·，以实 现水中有机污染物的高效去除。作为新型磁性材料，尖晶石型铁氧体在非均相催化过硫酸 盐领域受到研究者们的青睐。据报道，尖晶石型CoFe 2O4在催化过硫酸盐降解有机污染物的 同时，能够通过外加磁场快速分离，且在使用过程中表现出良好的稳定性和回用性。然而， 尖晶石型CoFe 2O4的比表面积小，且在溶液中严重的颗粒团聚进一步减少与有机污染物的接 触机会，降低了催化效率。因此，研制更为高效、稳定的非均相过硫酸盐催化剂成为水处理 中具有工程应用价值的课题。 有序介孔材料具有高比表面积，在介观范围内可调且均一分布的孔径，以及在很 广范围内可调节的骨架组成，使其成为一种具有巨大应用潜力的催化剂载体。金属氧化物 能够嵌入有序介孔材料并固定在其框架内，所形成的有序介孔复合物具备高比表面积、均 一孔径和大孔容等特点。在复合催化剂的应用过程中发现，有序介孔材料和金属氧化物能 够发生显著的协同效应，一旦有机污染物被吸附到有序介孔材料的网络结构中，很容易接 触到金属氧化物，从而被其表面产生的活性物种氧化分解。因此，如能将尖晶石型铁氧体负 载在有序介孔材料的骨架上，则可以保证催化剂方便回收的同时，解决尖晶石型铁氧体低 比表面积和颗粒团聚等问题，开发其对过硫酸盐更为高效的催化活性，这在控制水中难降 解有机污染物、保障水环境安全的研究领域将是一个全新的突破。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有尖晶石型CoFe2O4在催化过硫酸盐的过程中催化效率 偏低的问题，找出一种利用C 〇Fe204/0MC复合材料活化过硫酸盐处理染料废水的方法。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是： 一种利用CoFe2O4AMC复合材料活化过硫酸盐处理染料废水的方法，是按以下步骤完 成的： 一、 将过硫酸盐与含罗丹明B的水溶液混合:将过硫酸盐与含罗丹明B的水溶液混合，放 置于水浴振荡器上，温度25 °C，震荡频率150 r/min~160 r/min，震荡20 min~30 min，即可 得到含过硫酸盐与罗丹明B的混合溶液； 步骤一中所述过硫酸盐为单过硫酸钾、单过硫酸铵、单过硫酸钠和单过硫酸钙中的一 种或其中几种的混合物； 步骤一中所述罗丹明B水溶液浓度为80 mg/L~120 mg/L; 步骤一中所述的过硫酸盐的质量与预处理废水的质量比为1: (100~3000); 二、 制备CoFe2OVOMC复合材料： (D将有序介孔碳材料分散于95%~99%乙醇中，超声处理45 min~60 min，以形成分散 均匀溶液； 步骤二①所述的有序介孔碳的质量与质量分数95%~99%乙醇体积比为(0.001~I) g : I mL； (2)将Fe(NO3)3 · 9H2〇和Co(NO3)2 · 6H2O溶解到去离子水中，Fe3+和Co2+的摩尔比为2: 1; 步骤二?所述的Fe(N〇3)3*9H2〇与水的质量比为(0.01~100) g : I mL; 在不停搅拌的条件下，将(！)逐滴加至①中； 步骤二?所述的混合液体中，有序介孔碳与Fe(NO3)3 ·9Η20的质量比为(0.01~I) g : Ig; 響将步骤二?中的混合溶液超声处理I h~1.5 h后，常温下磁力搅拌10 h~12 h;在 不停搅拌的条件下逐滴加入NaOH溶液(2 M)直至pH=12~13,混合溶液继续搅拌2 h~3 h以使 反应完全； (B)将步骤二的混合溶液转移至内衬为聚四氟乙烯的不锈钢高压反应釜中，在180 °〇220 °C下加热 12 h~16 h; ⑥所得物质采用离心法固液分离，离心速度在（10000~20000) r/min，用去离子水 和乙醇清洗若干次，放在60 °〇70 °C的烘箱中真空干燥12 h~24 h，再自然冷却至室温，得 到黑色固体，研磨至黑色粉末； 三、 投加 C〇Fe204/0MC复合材料:将C〇Fe 204/0MC复合材料投加至含过硫酸盐与罗丹明B 的混合溶液中，反应时间为30 min~90 min，得到含有CoFe2〇4/〇MC复合材料的水； 步骤三中所述C0Fe2OVOMC复合材料的投加量为I mg/L~200 mg/L ; 四、 用外加磁场分离CoFe2〇4/〇MC复合材料：用外加磁场分离CoFe2O4AMC复合材料，回 收C 〇Fe204/0MC复合材料，用水清洗干净，放在60 °〇70 °C的烘箱中真空干燥12 h~24 h，得 至Ij回收后的CoFe2〇4/〇MC复合材料。 本专利技术原理:本专利技术在有序介孔碳表面负载尖晶石型CoFe2O4。CoFe 2O4纳米颗粒不 仅能够在有序介孔碳的表面生长，而且能够嵌入有序介孔碳丰富的孔道内，所形成的 C〇Fe204/0MC复合物具备巨大的比表面积和丰富的孔隙结构。在复合催化剂的应用过程中发 现，有序介孔碳和CoFe2O4能够发生显著的协同效应。有序介孔碳能够将染料分子吸附到其 表面甚至孔道中，而负载于有序介孔碳表面和孔道内的CoFe2O4-旦接触溶液中的过硫酸 盐，即可在其表面和孔道内快速产生强氧化活性的硫酸自由基，从而高效去除水中的有机 染料。 本专利技术的有益效果是： 一、 本专利技术的C〇Fe204/0MC复合材料可回收再生，在提高了反应速度的同时，还降低了 成本； 二、 本专利技术C0Fe2OVOMC复合材料稳定性较好； 三、 本专利技术操作简单，易于实现； 四、 本专利技术能有效去除罗丹明B，去除率达到90%~95%。【附图说明】 图1是本专利技术实施例一、二、三中，罗丹明B去除率与时间关系曲线图。 图1中，表示CoFe2Ck活化过硫酸盐对罗丹明B的去除率与时间关系，表 示有序介孔碳吸附罗丹明B的去除率与时间关系-表示CoFe2O4AMC复合催化剂活化 过硫酸盐对罗丹明B的去除率与时间关系。【具体实施方式】 下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的具体说明。【具体实施方式】一： 一种利用CoFe2O4AMC复合材料活化过硫酸盐去除染料废水的方法，是按以下步骤完 成的： 一、 将过硫酸盐与含罗丹明B的水溶液混合:将过硫酸盐与含罗丹明B的水溶液混合，放 置于水浴振荡器上，温本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用CoFe2O4/OMC复合材料活化过硫酸盐处理染料废水的方法，其特征在于，是按以下步骤完成的：一、将过硫酸盐与含染料的水溶液混合：将适量过硫酸盐与含染料的水溶液混合，放置于水浴振荡器上，温度25‑30 ℃，震荡频率150 r/min~160 r/min，震荡20 min~30 min，即可得到含过硫酸盐与染料的混合溶液；二、制备CoFe2O4/OMC复合材料：将有序介孔碳材料分散于适量95%~99%乙醇中，超声处理45 min~60 min，以形成分散均匀溶液；将Fe(NO3)3·9H2O和Co(NO3)2·6H2O溶解到适量去离子水中，Fe3+和Co2+的摩尔比为2:1；在不停搅拌的条件下，将适量逐滴加至①中；将步骤二中的混合溶液超声处理1 h~1.5 h后，常温下磁力搅拌10 h~12 h；在不停搅拌的条件下逐滴加入NaOH溶液直至pH=12~13，混合溶液继续搅拌2 h~3 h以使反应完全；将步骤二的混合溶液转移至内衬为聚四氟乙烯的不锈钢高压反应釜中，在180 ℃~220 ℃下加热12 h~16 h；⑥ 所得物质采用离心法固液分离，离心速度在10000 ~ 20000r/min，用去离子水和乙醇清洗若干次，放在60 ℃~70 ℃的烘箱中真空干燥12 h~24 h，再自然冷却至室温，得到黑色固体，研磨至黑色粉末；三、投加CoFe2O4/OMC复合材料：将CoFe2O4/OMC复合材料投加至含过硫酸盐与染料的混合溶液中，反应时间为30 min~90 min，得到含有CoFe2O4/OMC复合材料的水；四、用外加磁场分离CoFe2O4/OMC复合材料：用外加磁场分离CoFe2O4/OMC复合材料，回收CoFe2O4/OMC复合材料，用水清洗干净，放在60 ℃~70 ℃的烘箱中真空干燥12 h~24 h，得到回收后的CoFe2O4/OMC复合材料。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邓靖，卢遇安，李军，倪永炯，冯善方，葛永建，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。