一种微波活化高碘酸盐快速氧化降解PPCPs废水的方法技术

本发明专利技术公开了一种微波活化高碘酸盐快速氧化降解PPCPs废水的方法，属于废水处理技术领域，方法为：将催化剂放入待处理的PPCPs废水中，搅拌，达吸附平衡后加入高碘酸盐，并进行微波处理，实现PPCPs废水的降解；所述催化剂为碳化钛和铁酸锰共修饰ZIF

【技术实现步骤摘要】
一种微波活化高碘酸盐快速氧化降解PPCPs废水的方法


[0001]本专利技术属于废水处理
，涉及一种PPCPs废水的处理方法，尤其涉及一种微波活化高碘酸盐快速氧化降解PPCPs废水的方法。

技术介绍

[0002]PPCPs(pharmaceuticals and personal care products，PPCPs)是一种包括抗生素、催眠药、减肥药、发胶、染发剂和杀菌剂等的新兴污染物。近年来随着PPCPs类大量频繁使用，在地表水、地下水以及周围环境生物群中均有PPCPs检出。而其浓度水平、迁移转化、环境毒性、生态风险等引起了研究者的广泛关注。因此，亟需开发一种快速、高效去除PPCPs的方法。
[0003]高碘酸盐由于具有较强的氧化能力正在成为高级氧化技术处理废水的研究热点。高碘酸盐体系通常需要借助如光、热、电等外加条件来产生氧化性较强的羟基自由基(
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OH)、硫酸根自由(SO4‑
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)和单线态氧(1O2)等多种高活性氧化物种。目前仅有CN115259273A介绍了一种基于高碘酸盐光催化的废水中二噁英处理方法；CN114314739A介绍了用辉光放电等离子体活化高碘酸盐去除有机污染物的方法；CN114702118A介绍了用硫化零价铁活化高碘酸盐去除废水中有机污染物的方法；CN114516674A介绍了一种利用太阳光活化高碘酸盐灭活水体中细菌的方法。然而这些方法对各种废水的治理效果还有待提高，特别是对于PPCPs废水，由于其中的污染物的特性，PPCPs废水对处理体系的催化氧化能力具有更高的需求，因此，亟需一种适用于PPCPs废水的处理方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种微波活化高碘酸盐快速氧化降解PPCPs废水的方法，以克服现有技术的缺陷。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种微波活化高碘酸盐快速氧化降解PPCPs废水的方法，具有这样的特征：将催化剂放入待处理的PPCPs废水中，搅拌，达吸附平衡后加入高碘酸盐，并进行微波处理，实现PPCPs废水的降解；所述催化剂为碳化钛和铁酸锰共修饰ZIF
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8复合催化剂。
[0006]进一步，本专利技术提供一种微波活化高碘酸盐快速氧化降解PPCPs废水的方法，还可以具有这样的特征：其中，微波处理的反应温度为40～70℃，微波功率为100～300W，反应时间为1～7min。
[0007]进一步，本专利技术提供一种微波活化高碘酸盐快速氧化降解PPCPs废水的方法，还可以具有这样的特征：其中，所述高碘酸盐为高碘酸钾、高碘酸钠、偏高碘酸钾或偏高碘酸钠。
[0008]进一步，本专利技术提供一种微波活化高碘酸盐快速氧化降解PPCPs废水的方法，还可以具有这样的特征：其中，所述碳化钛和铁酸锰共修饰ZIF
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8复合催化剂的制备方法为：将铁酸锰的铁前驱体和锰前驱体加入水中混合溶解，加入碳化钛和ZIF
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8，再逐滴滴加入氢氧化钠溶液，搅拌；然后进行微波辅助水热反应，得到所述碳化钛和铁酸锰共修饰ZIF
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8复合
催化剂。
[0009]进一步，本专利技术提供一种微波活化高碘酸盐快速氧化降解PPCPs废水的方法，还可以具有这样的特征：其中，所述碳化钛和铁酸锰共修饰ZIF
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8复合催化剂的制备方法中，水热反应的温度为140～200℃，时间为60～600min。
[0010]进一步，本专利技术提供一种微波活化高碘酸盐快速氧化降解PPCPs废水的方法，还可以具有这样的特征：其中，所述碳化钛和铁酸锰共修饰ZIF
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8复合催化剂的制备方法中，所述铁前驱体为氯化铁、硫酸铁或硝酸铁，所述锰前驱体为氯化锰、硫酸锰或硝酸锰。
[0011]进一步，本专利技术提供一种微波活化高碘酸盐快速氧化降解PPCPs废水的方法，还可以具有这样的特征：其中，所述碳化钛和铁酸锰共修饰ZIF
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8复合催化剂的制备方法中，所述铁前驱体、锰前驱体、ZIF
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8、碳化钛和氢氧化钠的用量比为(1～5g)∶(0.9～7g)∶(0.01～0.45g)∶(0.01～0.45g)∶(0.5～6.0g)。
[0012]进一步，本专利技术提供一种微波活化高碘酸盐快速氧化降解PPCPs废水的方法，还可以具有这样的特征：其中，所述碳化钛和铁酸锰共修饰ZIF
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8复合催化剂的制备方法中，水热反应结束后，对合成的物质进行洗涤，干燥，最终得到所述碳化钛和铁酸锰共修饰ZIF
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8复合催化剂；洗涤的方法为去离子水和无水乙醇交替洗涤3～6次；干燥的温度为50～80℃，时间为2～6h。
[0013]进一步，本专利技术提供一种微波活化高碘酸盐快速氧化降解PPCPs废水的方法，还可以具有这样的特征：其中，所述搅拌的时间为10～30min。
[0014]进一步，本专利技术提供一种微波活化高碘酸盐快速氧化降解PPCPs废水的方法，还可以具有这样的特征：其中，所述催化剂与高碘酸盐的质量比为1∶(1～10)；高碘酸盐的初始浓度为0.5～4g/L；PPCPs废水中污染物的浓度为5～60mg/L。
[0015]本专利技术的有益效果在于：
[0016]本专利技术采用微波辅助水热法，通过引入铁酸锰吸波材料，在提高吸波性和催化性能的同时，实现对PPCPs废水的高效去除。具体的，本专利技术选取结构稳定性好、电子传输速度快的ZIF
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8基催化材料作为在微波辅助下作活化高碘酸盐快速氧化降解污染物的高级氧化技术中的催化剂主体，且ZIF
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8的晶体结构较好，催化活性较高，在催化领域有着重要的应用前景。但单纯的ZIF
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8的催化性能有限，单独使用时所需催化时间也较长，耗能较高，因此需要通过掺杂或负载等方法来提高其催化性能。本专利技术通过选取碳化钛和铁酸锰共修饰ZIF
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8形成复合催化剂来改变ZIF
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8的催化性能，结合微波辅助提升活化高碘酸盐的能力。其中，碳化钛的掺入使比表面积增大，铁酸锰加快了催化剂产生自由基，使得体系的氧化能力提高。
[0017]本专利技术采用静电自组法合成碳化钛和铁酸锰共修饰ZIF
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8复合催化剂，具有高微波响应、高催化氧化性能和高稳定性，在微波辅助下活化高碘酸盐体系快速氧化降解PPCPs废水，废水中PPCPs类污染物的降解率可达80％～99.7％。具体具有以下优点：
[0018]一、关于本专利技术制备的微波活化高碘酸盐快速氧化降解含PPCPs废水催化剂，与其他催化材料相比，在碳化钛和铁酸锰共修饰ZIF
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8时的催化氧化能力达到最佳。
[0019]二、本专利技术制备的微波活化高碘酸盐快速氧化降解含PPCPs废水催化剂，具有较高的协同微波活化高碘酸盐的能力，在7min之内就可完全降解含PPCPs的配水。例如，针对不同浓度双酚A配水在7min之内的降解效果达80％以上。
[0020本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微波活化高碘酸盐快速氧化降解PPCPs废水的方法，其特征在于：将催化剂放入待处理的PPCPs废水中，搅拌，达吸附平衡后加入高碘酸盐，并进行微波处理，实现PPCPs废水的降解；所述催化剂为碳化钛和铁酸锰共修饰ZIF
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8复合催化剂。2.根据权利要求1所述的微波活化高碘酸盐快速氧化降解PPCPs废水的方法，其特征在于：其中，微波处理的反应温度为40～70℃，微波功率为100～300W。3.根据权利要求1所述的微波活化高碘酸盐快速氧化降解PPCPs废水的方法，其特征在于：其中，所述高碘酸盐为高碘酸钾、高碘酸钠、偏高碘酸钾或偏高碘酸钠。4.根据权利要求1所述的微波活化高碘酸盐快速氧化降解PPCPs废水的方法，其特征在于：其中，所述碳化钛和铁酸锰共修饰ZIF
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8复合催化剂的制备方法为：将铁酸锰的铁前驱体和锰前驱体加入水中混合溶解，加入碳化钛和ZIF
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8，再逐滴滴加入氢氧化钠溶液，搅拌；然后进行微波辅助水热反应，得到所述碳化钛和铁酸锰共修饰ZIF
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8复合催化剂。5.根据权利要求4所述的微波活化高碘酸盐快速氧化降解PPCPs废水的方法，其特征在于：其中，所述碳化钛和铁酸锰共修饰ZIF
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8复合催化剂的制备方法中，水热反应的温度为140～200℃，时间为60～600min。6.根据权利要求4所述的微波活化高碘酸盐快速氧化降...

【专利技术属性】
技术研发人员：李硕，郑禾山，杨亚伦，吴亚楠，牛军峰，南军，马军，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学水资源国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：